NY/T 4314-2023 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感監(jiān)測技術(shù)規(guī)范.pdf

2023 02 17 發(fā)布 2023 06 01 實(shí)施 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感監(jiān)測技術(shù)規(guī)范 04 中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 備案號 XXXX XXXX 65 020 CCS B 4314 2023 Technical specification for monitoring using remote sensing on agricultural land with man made infrastructures 中華人民共和國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部 發(fā)布 NY T 目 次 前言 范圍 規(guī)范性引用文件 術(shù)語和定義 縮略語 基本要求 空間基準(zhǔn) 分幅和編號 監(jiān)測時(shí)間 監(jiān)測流程 數(shù)據(jù)獲取與處理 光學(xué)遙感數(shù)據(jù) 地面調(diào)查數(shù)據(jù) 其他數(shù)據(jù) 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感分類 樣本選擇 選擇遙感分類特征 選擇遙感分類方法 遙感分類 分類后處理 監(jiān)測結(jié)果精度驗(yàn)證 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地面積量算和統(tǒng)計(jì) 監(jiān)測專題圖制作和監(jiān)測報(bào)告編寫 監(jiān)測專題圖制作 監(jiān)測報(bào)告編寫 附錄A 資料性 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感監(jiān)測樣本數(shù)據(jù)地面調(diào)查表 參考文獻(xiàn) NY T 前 言 本文件按照GB T 標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第 部分 標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則 的規(guī)定 起草 請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利 本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任 本文件由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)展規(guī)劃司提出并歸口 本文件起草單位 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所 本文件主要起草人 劉佳 王利民 高建孟 季富華 李丹丹 滕飛 李映祥 NY T 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感監(jiān)測技術(shù)規(guī)范 范圍 本文件規(guī)定了設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感監(jiān)測的基本要求 監(jiān)測流程 數(shù)據(jù)獲取與處理 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感分 類 監(jiān)測結(jié)果精度驗(yàn)證 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地面積量算和統(tǒng)計(jì) 監(jiān)測專題圖制作和監(jiān)測報(bào)告編寫等內(nèi)容 本文件適用于基于高空間分辨率光學(xué)遙感影像的設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感監(jiān)測業(yè)務(wù)工作 注 本文件中設(shè)施農(nóng)業(yè)用地僅指設(shè)施種植占用的土地 設(shè)施種植主要包括塑料大棚 包括各種中小拱棚 日光溫室及 連棟溫室等多種類型 規(guī)范性引用文件 下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款 其中 注日期的引用文件 僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件 不注日期的引用文件 其最新版本 包括所有的修改單 適用于本 文件 GB T 國家基本比例尺地形圖分幅和編號 GB T 所有部分 國家基本比例尺地圖圖式 CH T 低空數(shù)字航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范 CH T 低空數(shù)字航空攝影測量外業(yè)規(guī)范 CH T 低空數(shù)字航空攝影規(guī)范 術(shù)語和定義 GB T 和NY T 界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件 設(shè)施農(nóng)業(yè) agriculturewithman madeinfrastructures 借助人工設(shè)施及其配套設(shè)備實(shí)現(xiàn)人為調(diào)節(jié)和控制作物 畜禽及魚類等生長環(huán)境的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式 遙感 remotesensing 不接觸物體本身 用傳感器收集目標(biāo)物的電磁波信息 經(jīng)處理 分析后 識別目標(biāo)物 揭示其幾何 物理 特征和相互關(guān)系及其變化規(guī)律的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù) 來源 GB T 定義 像元 pixel 數(shù)字影像的基本單元 來源 GB T 定義 空間分辨率 spatialresolution 遙感影像上一個(gè)像元能代表地面單元的大小 來源 NY T 定義 訓(xùn)練樣本 trainingsample 可由實(shí)地調(diào)查或目視判讀方法選取確定的已知地物屬性或特征的圖像像元集 作為樣本用于分類模 型或分類判別函數(shù)的建立或訓(xùn)練 來源 NY T 定義 有修改 NY T 驗(yàn)證樣本 validationsample 可由實(shí)地調(diào)查或目視判讀方法選取確定的已知地物屬性或特征的圖像像元集 作為樣本用于驗(yàn)證分 類結(jié)果的精度 來源 NY T 定義 有修改 監(jiān)督分類 supervisedclassification 根據(jù)已知訓(xùn)練區(qū)提供的樣本 通過選擇特征參數(shù) 建立判別函數(shù)以對待分類影像進(jìn)行的圖像分類 來源 GB T 定義 非監(jiān)督分類 unsupervisedclassification 以不同地物在遙感影像上的波譜特征差異為依據(jù)的一種無先驗(yàn) 已知 類別標(biāo)準(zhǔn)的圖像分類 來源 GB T 定義 有修改 面向?qū)ο蠓诸?object orientedclassification 基于影像光譜 空間和紋理信息等對影像的分割和分類方法 來源 NY T 定義 有修改 目視判讀 visualinterpretation 判讀者通過直接觀察或借助判讀儀以研究地物在遙感影像或其他像片上反映的各種影像特征 并通 過地物間的相互關(guān)系來推理分析 識別所需地物信息的過程 來源 GB T 定義 縮略語 下列縮略語適用于本文件 CGCS 國家大地坐標(biāo)系 ChinaGeodeticCoordinateSystem GNSS 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) GlobalNavigationSatelliteSystem ISODATA 迭代自組織數(shù)據(jù)分析 IterativeSelf OrganizingDATAAnalysisTechniqueAlgorithm MLC 最大似然分類 MaximumLikelihoodClassification RF 隨機(jī)森林 RandomForest SVM 支持向量機(jī) SupportVectorMachine UTM 通用橫軸墨卡托投影 UniversalTransverseMercatorProjection 基本要求 空間基準(zhǔn) 大地基準(zhǔn)應(yīng)采用 國家大地坐標(biāo)系 CGCS 高程基準(zhǔn)應(yīng)采用 國家高程基準(zhǔn) 投影方式 省級及以上尺度宜采用阿爾伯斯投影 省級以下尺度宜采用高斯 克呂格或UTM投影 注 阿爾伯斯投影 Albersprojection 是一種正軸等面積割圓錐投影 又稱雙標(biāo)準(zhǔn)緯線等積圓錐投影 由阿爾伯斯于 年創(chuàng)擬 注 高斯 克呂格投影 Gauss Kr egerprojection 是橫軸等角切橢圓柱投影 由德國數(shù)學(xué)家 天文學(xué)家高斯 C F Gauss 擬定 德國大地測量學(xué)家克呂格 J Kr ger 補(bǔ)充而成 注 通用橫軸墨卡托投影 UTM 是橫軸等角割橢圓柱分帶投影 分幅和編號 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感監(jiān)測專題圖適用比例尺宜為國家基本比例尺 范圍 分幅及編號 NY T 按GB T 的規(guī)定執(zhí)行 監(jiān)測時(shí)間 由設(shè)施作物的栽培管理時(shí)間決定 如北方地區(qū)為抗寒冷的塑料大棚 日光溫室 監(jiān)測時(shí)間一般選擇每 年的 月至翌年 月 連棟溫室則全年均可監(jiān)測 監(jiān)測流程 主要包括數(shù)據(jù)獲取與處理 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感分類 監(jiān)測結(jié)果精度驗(yàn)證 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地面積量算和統(tǒng) 計(jì) 監(jiān)測專題圖制作和監(jiān)測報(bào)告編寫等步驟 見圖 圖 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感監(jiān)測流程 數(shù)據(jù)獲取與處理 光學(xué)遙感數(shù)據(jù) 光學(xué)遙感數(shù)據(jù)的選擇要求如下 a 應(yīng)收集監(jiān)測區(qū)域監(jiān)測時(shí)間內(nèi)覆蓋設(shè)施農(nóng)業(yè)用地的光學(xué)遙感影像 NY T b 遙感影像譜段應(yīng)具有藍(lán) 綠 紅和近紅外波段 c 遙感影像的空間分辨率應(yīng)優(yōu)于 m d 影像應(yīng)圖面清晰 無數(shù)據(jù)丟失 無明顯條紋 噪聲 定位準(zhǔn)確 無嚴(yán)重畸變 e 高空間分辨率衛(wèi)星影像的云覆蓋像元面積占影像總面積的百分比不應(yīng)超過 f 無人機(jī)影像的獲取方式可按照CH T CH T 和CH T 的規(guī)定執(zhí)行 遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理如下 對遙感影像進(jìn)行輻射定標(biāo) 大氣校正和幾何校正 獲得定位精確的地表反射率數(shù)據(jù) 注 輻射定標(biāo) radiometriccalibration 是根據(jù)遙感器定標(biāo)方程和定標(biāo)系數(shù) 將其記錄的量化數(shù)字灰度值轉(zhuǎn) 換成對應(yīng)視場表觀輻亮度的過程 注 大氣校正 atmosphericcorrection 是指消除或減弱獲取衛(wèi)星遙感影像時(shí)在大氣傳輸過程中因吸收或 散射作用而引起的輻射畸變 注 幾何校正 geometriccorrection 為消除影像的幾何畸變而進(jìn)行投影變換或不同波段影像間的配準(zhǔn)等 校正過程 校正后的衛(wèi)星影像在平原或丘陵地區(qū)的平面相對位置中誤差不應(yīng)大于 個(gè)像元 山地地 區(qū)的平面相對位置中誤差不應(yīng)大于 個(gè)像元 校正后的無人機(jī)影像的平面位置中誤差精度參照CH T 的規(guī)定執(zhí)行 影像應(yīng)按監(jiān)測區(qū)的范圍 行政區(qū)劃圖進(jìn)行掩膜 鑲嵌或裁切處理 地面調(diào)查數(shù)據(jù) 地面調(diào)查人員攜帶能獲取地面樣本定位信息的設(shè)備 如GNSS手持機(jī) 記錄樣本的坐標(biāo)信息和類別 信息 并同步采集設(shè)施農(nóng)業(yè)用地照片等信息 樣本數(shù)據(jù)地面調(diào)查表見附錄A 其他數(shù)據(jù) 其他數(shù)據(jù)可以包括 a 監(jiān)測區(qū)域行政區(qū)劃圖 b 監(jiān)測區(qū)域其他途徑獲取的設(shè)施農(nóng)業(yè)用地面積數(shù)據(jù) 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感分類 樣本選擇 樣本選擇包括以下內(nèi)容 a 樣本一般包括設(shè)施農(nóng)業(yè)用地 建筑物 道路 水體 林地 草地 農(nóng)作物等地物類型 b 樣本數(shù)據(jù)包括訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)和驗(yàn)證樣本數(shù)據(jù) c 樣本數(shù)據(jù)主要基于高空間分辨率衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)結(jié)合地面調(diào)查數(shù)據(jù)或無人機(jī)數(shù)據(jù) 采用目視判讀 勾繪地物類別的方式獲取 d 在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)選擇若干具有代表性的樣區(qū)進(jìn)行樣本選取 樣本在空間上宜均勻分布 樣本數(shù)量應(yīng) 滿足統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本要求 并且設(shè)施農(nóng)業(yè)和非設(shè)施農(nóng)業(yè)類型的樣本數(shù)量均不少于 個(gè) 選擇遙感分類特征 遙感分類特征應(yīng)以光譜特征為主 結(jié)合幾何特征 紋理特征等 選擇遙感分類方法 基于遙感分類特征和訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù) 根據(jù)實(shí)際監(jiān)測需要選擇監(jiān)督分類 非監(jiān)督分類 目視判讀 面向?qū)?象分類 種分類方案之一或組合進(jìn)行分類 每種分類方案的主要技術(shù)方法如下 a 監(jiān)督分類方案推薦使用最大似然分類 MLC 支持向量機(jī) SVM 和隨機(jī)森林 RF 或者其他特 征性增強(qiáng)的決策樹分類方法 b 非監(jiān)督分類方案推薦使用迭代自組織數(shù)據(jù)分析 ISODATA K均值聚類 K means 等方法 在 使用非監(jiān)督分類方案時(shí) 訓(xùn)練樣本作為非監(jiān)督分類結(jié)果的重分類樣本 c 目視判讀分類方案是在遙感分類體系建立后 不使用任何機(jī)器識別方法 直接采用人工目視判讀 的方式對設(shè)施農(nóng)業(yè)用地進(jìn)行識別和勾繪 NY T d 面向?qū)ο蠓诸惙桨甘窃谛l(wèi)星影像數(shù)據(jù)尺度分割的基礎(chǔ)上 采用上述 種分類方案之一進(jìn)行識別 遙感分類 根據(jù)選擇的訓(xùn)練樣本 遙感分類特征和分類方法執(zhí)行分類 得到監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感初步 分類結(jié)果 分類后處理 將初步分類結(jié)果分為設(shè)施農(nóng)業(yè)用地和非設(shè)施農(nóng)業(yè)用地 在此基礎(chǔ)上 對錯(cuò)分 漏分結(jié)果采用目視判讀 或其他方式進(jìn)行標(biāo)識和修改 對多幅影像的分類結(jié)果進(jìn)行拼接 并消除拼接線兩側(cè)分類結(jié)果的差異和 錯(cuò)誤 監(jiān)測結(jié)果精度驗(yàn)證 基于驗(yàn)證樣本采用混淆矩陣對設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感分類后處理結(jié)果進(jìn)行精度驗(yàn)證 選擇其中的總體精 度作為精度驗(yàn)證指標(biāo) 按照公式 計(jì)算總體精度 達(dá)到 以上即為滿足要求 未滿足要求的 宜重新 進(jìn)行遙感分類 在計(jì)算總體精度時(shí) 應(yīng)將遙感分類結(jié)果轉(zhuǎn)換為與驗(yàn)證樣本一致的矢量格式或者相同的空 間分辨率 pc k i pii p 式中 pc 總體精度 k 類別的數(shù)量 p 樣本數(shù)量 pii 遙感分類為i類而實(shí)測類別也為i類的樣本數(shù)量 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地面積量算和統(tǒng)計(jì) 對監(jiān)測區(qū)域設(shè)施農(nóng)業(yè)用地進(jìn)行面積量算 獲取設(shè)施農(nóng)業(yè)用地的實(shí)際面積 并按照行政單元或其他地理 單元進(jìn)行統(tǒng)計(jì) 依據(jù)監(jiān)測要求和條件 如需扣除線狀地物 如道路 溝渠等 面積 應(yīng)采用抽樣的方式 通過 地面測量或目視判讀方法確定線狀地物的扣除系數(shù) 監(jiān)測專題圖制作和監(jiān)測報(bào)告編寫 監(jiān)測專題圖制作 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感監(jiān)測專題圖的符號配置 注記和地圖整飾等地圖要素按GB T 的規(guī)定制作 完成 制圖要素應(yīng)包括圖名 圖例 比例尺 指北針 制圖單位 制圖時(shí)間等 監(jiān)測報(bào)告編寫 主要內(nèi)容宜包括 a 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感監(jiān)測的測區(qū)概況 采用的遙感數(shù)據(jù) 影像獲取時(shí)間 監(jiān)測時(shí)間 監(jiān)測人員 審核 人員等信息 b 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感監(jiān)測流程 c 地面調(diào)查點(diǎn)分布 地面調(diào)查表等信息 d 訓(xùn)練樣本和驗(yàn)證樣本的數(shù)量和分布圖 e 精度驗(yàn)證結(jié)果及設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感監(jiān)測結(jié)果專題圖 f 根據(jù)遙感監(jiān)測結(jié)果獲取的各級統(tǒng)計(jì)單元設(shè)施農(nóng)業(yè)用地面積匯總數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)表格 NY T 附 錄 A 資料性 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感監(jiān)測樣本數(shù)據(jù)地面調(diào)查表 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感監(jiān)測樣本數(shù)據(jù)地面調(diào)查表如表A 所示 表A 設(shè)施農(nóng)業(yè)用地遙感監(jiān)測樣本數(shù)據(jù)地面調(diào)查表 調(diào)查時(shí)間年月日時(shí)分 調(diào)查地點(diǎn)省市縣鄉(xiāng)村 調(diào)查人聯(lián)系人 經(jīng)度度分秒 緯度度分秒 海拔 保留小數(shù)點(diǎn)后 位 米 樣本基本描述 包括變化原因 照片編號 日期 縣名 編號 照片說明 地形 樣本圖 NY T 參 考 文 獻(xiàn) GB T 攝影測量與遙感術(shù)語 GB T 地圖學(xué)術(shù)語 GB T 土地利用現(xiàn)狀分類 GB T 衛(wèi)星遙感影像植被指數(shù)產(chǎn)品規(guī)范 CH T 基礎(chǔ)地理信息數(shù)字成果 數(shù)字正射影像圖 NY T 農(nóng)作物種植面積遙感監(jiān)測規(guī)范 NY T 中高分辨率衛(wèi)星主要農(nóng)作物長勢遙感監(jiān)測技術(shù)規(guī)范 中國大百科全書 總編委會 中國大百科全書 第 卷 M 版 北京 中國大百科全書出版社