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光学与SAR时间序列融合提升早季大豆识别

作者:本站编辑      2025-11-20 12:53:26     0
光学与SAR时间序列融合提升早季大豆识别

光学与SAR时间序列融合提升早季大豆识别

摘要:
大豆是中国重要的粮食作物和经济作物,及时掌握其空间分布对于粮食安全至关重要。然而,传统的调查方法耗时长且覆盖范围有限。相比之下,卫星遥感能够实现大规模、连续且成本低廉的监测,为作物分类和产量预测提供可靠支持。然而,在关键生长时期,大豆与玉米的光谱特征高度相似,这给可靠分类带来了重大挑战。
为此,本研究提出了一种多源遥感方法,将Sentinel-1 SAR与Sentinel-2光学时间序列影像进行融合。该方法在随机森林分类器中结合了统计描述量、谐波拟合参数、物候指标及雷达特征,实现大豆的精确制图。研究区域为黑龙江省九三垦区,利用2019年5月至10月的卫星影像进行多源分类和时间分析。
我们系统评估了不同数据源和物候阶段的分类性能,并引入“最早可识别时间(Earliest Identifiable Time, EIT)”指标评估时间检测能力。结果表明,多源融合方法优于单源方法,大豆分类总体精度(OA)达96.85%,Kappa系数为0.9493,F1值为95.84%。值得注意的是,SAR数据在开花期显著提高了分类性能——此阶段光学影像常受限制,最大F1值提升了6.96%。随着作物生长,大豆分类精度快速提高,EIT提前至年度第210天(DOY 210),比仅使用光学数据提前约20天。
这些结果表明,多源遥感能够在复杂气候条件下提升作物分类的精度和时效性,为精准大豆制图及生长季监测提供了重要支持。
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Title: Enhancing early-season soybean identification through optical and SAR time-series integration
DOI:https://doi.org/10.3389/fpls.2025.1656628

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