基于MODIS时序数据的湖南省水稻种植面积提取及时空变化分析

摘要

准确且及时获取大范围的水稻种植空间分布及其动态变化信息对科学指导水稻生产、合理分配水资源以及监测大气环境变化等具有重要意义。以湖南省为研究区,在提取MODIS陆地水分指数(land surface water content index,LSWI)和增强植被指数(enhanced vegetation index,EVI)时间序列数据集并对其进行去噪处理的基础上,根据水稻的LSWI和EVI时序变化特征建立了水稻种植面积决策树提取模型,并对模型精度进行了评价;基于该模型提取了湖南省2000—2016年间水稻种植面积信息,分析了其时空变化特征。研究结果表明,构建的研究区水稻种植面积提取模型总体分类精度为90.2%,Kappa系数为0.74;与统计报表数据相比,平均相对误差为13.6%,可适用于大范围长时间序列水稻种植面积的高效提取。湖南省年均水稻种植总面积为344.12万hm^2,其中单季稻面积为102.41万hm^2,主要分布在洞庭湖平原;双季稻面积为241.71万hm^2,主要分布在湘中偏北部地区(主要为岳阳、益阳、常德、长沙、株洲、湘潭、娄底等市县)。近17 a间,湖南省水稻种植面积变化情况可分为3个阶段,分别为在2000—2004年间减少了73.2万hm^2,在2005—2010年间呈相对稳定小幅度回升状态,在2011—2016年间增加了29.55万hm^2,但总体上呈减少趋势,共减少了58.22万hm^2。