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中国科技论文在线
水稻种植信息与物候期提取方法分析
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景元书，耿利宁
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基金项目：科技部公益性行业（气象）科研专项（GYHY201406025)；南京信息工程大学大气科学与环境
气象实验实习教材建设项目（SXJC2014B04）
作者简介：景元书（1968-），男，博士，教授，主要研究方向：农业气象与遥感应用. E-mail: jingyshu@163.com
（气象灾害预报预警与评估协同创新中心，江苏省农业气象重点实验，南京信息工程大学应
用气象学院，江苏 南京 210044） 5
摘要：水稻是我国第一大粮食作物,我国水稻种植面积约占世界水稻种植总面积的 18.5%,产
量约占全国总产量的 35.0%。遥感技术以其及时、准确、客观的特点为水稻种植信息和物候
期监测提供了有效手段。论文总结了近年来水稻空间种植信息提取方法的数据源、分类方法、
混合像元分解方法、水稻物候期提取方法进展。分析认为 FastICA 算法分解的效果明显，能10
够分离出符合水稻生长特性的 NDVI、EVI 时相曲线，并且可以分离出不同条件下不同的水
稻时相曲线, EVI 数据计算得出的水稻丰度平均精度令人满意；基于 DTW 距离的时序相似
性方法、变化强度与阈值确定方法、影像分块与混合像元分解计算方法能够有效地应用水稻
种植信息与物候期提取。
关键词：种植信息；水稻；物候期；提取方法 15
中图分类号：S127
Analysis on the extracting methods of paddy rice planting
information and its phonology
JING Yuanshu, GEN Lining 20
(Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters，Jiangsu
Key Laboratory of Agricultural Meteorology， Nanjing University of Information Science and
Technology, Nanjing, 210044)
Abstract: Paddy rice is China's first major grain crops, and rice planting area in China accounts for
about 18.5% that of the world, and China's rice output occupies the first in the world, which accounts 25
for about 35.0% of the nation's total rice production. Remote sensing technology with the
characteristics of timely, accurately, objectively provides an effective means to monitor the rice
planting area and phonology. The effect by decomposition of the FastICA algorithm is obvious which
can decompose different rice growth curve of NDVI/EVI under different conditions. The method of
abundance calculation works well; the average accuracy of the obtained rice area is satisfactory. Using 30
a DTW Distance Based Similarity Measure，calculating changes in intensity and determining the
threshold，image blocking and pixel unmixing are the effective methods to extract the information of
paddy rice area and its phonology.
Key words: planting information; rice; phonology; extracting method
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0 引言
我国水稻产量约占世界产量的30% ,水稻种植面积逐年减少，产量年际波动较大。水稻
的种植、物候信息不仅是田间管理生产活动中的决策指标，还是利用农作物模型进行产量预
报及评估中的重要参数
[1]
。为此，采用当前先进的卫星遥感技术进行长期、大区域的水稻生
产监测成为保障水稻安全生产的重要手段，而提出动态、可靠、有效的水稻面积和物候期监40
测方法是其中的重要内容。
区别于传统基于站点的物候观测方法，遥感数据监测物候期能大范围监测水稻作物物
候。遥感监测物候期不仅能有效的获知作物的生长周期，还能反映其对生长环境的适应以及
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