基于时序Sentinel-2的河北地下水漏斗区作物单双季种植遥感监测

精准获取河北地下水漏斗区作物单双季种植信息,对农业部门科学安排作物耕作制度、合理调整和减少地下水资源消耗具有重要意义.采用10 m空间分辨率的哨兵2号(Sentinel-2)数据作为遥感数据源,分析不同耕作制度农作物周年光谱曲线的差异和关键时间节点,结合实测数据和植被光谱特征,构建时序特征的分类场景,采用随机森林分类方法进行大区域田块尺度作物单双季种植遥感分类,确定区分河北平原地下水漏斗区田块尺度作物种植制度的最佳时序组合,并与传统的最大似然法和HSV-NDVI组合的阈值法比较分类效果.结果表明,区分1年1熟作物和1年2熟作物的最佳时序组合为11—12月以及3—8月的作物关键生长节点的8个关键时相的影像组合,比1—12月的全年12时相以及其他时序组合的分类精度略高,随机森林算法比传统的阈值法和最大似然法分类精度高;利用11—12月和3—8月的时序影像组合的随机森林法提取1年1熟作物F1分数达到95.97％,提取1年2熟作物F1分数达到98.70％;结合10 m分辨率的河北平原地下水漏斗区作物单双季种植遥感监测专题图和河北地下水主要漏斗区分布发现,衡水和沧州部分县市1年2熟作物的种植比例较多,建议减少1年2熟作物的种植面积以降低地下水资源损耗.本研究可为干旱半干旱区田块尺度的作物种植制度遥感监测以及种植结构调整提供参考.