基于时序PolSAR影像与决策树模型的油菜物候期识别

李诗涛, 张王菲, 赵丽仙, 王熙媛

浙江农业学报. 2021, 33(11): 2116-2127

浙江农业学报 ›› 2021, Vol. 33 ›› Issue (11) : 2116-2127.

基于时序PolSAR影像与决策树模型的油菜物候期识别

  • 李诗涛, 张王菲, 赵丽仙, 王熙媛
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摘要

作物物候期识别是农情遥感监测的重要内容,及时准确识别作物物候期,对有效评估作物生长趋势、提高农情信息化管理水平有重要意义。提出了基于时间序列全极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar, PolSAR)数据结合决策树模型的油菜物候期识别方法。首先,采用3种极化分解方法提取PolSAR极化参数,并分析各极化参数对油菜物候期的动态响应规律;其次,基于各极化分解方法提取的参数建立决策树模型,并对油菜物候期进行分类识别;最后,采用基于混淆矩阵的方法对油菜物候期识别结果进行精度评价。采用5期Radarsat-2 PolSAR数据和地面物候观测数据进行实验验证。结果表明:提取的PolSAR参数中对物候期变化较为敏感的参数有H/A/alpha分解中的散射角(Alpha)、特征值(L2、L3)、伪熵(P2)、目标方位角(Beta1)参数,Freeman-Durden分解中的地面散射(Ground)和奇次散射(Odd)参数,Yamaguchi分解中的奇次散射(Odd_Y)和螺旋体散射(Helix)参数;决策树模型对油菜物候期识别结果较为准确,识别结果中组合3种极化分解方法提取参数建立的原始决策树模型分类总体精度最高,达94%。总体上,PolSAR极化分解参数对油菜物候期变化比较敏感,决策树模型能有效识别油菜物候期。

关键词

油菜 / 物候期识别 / Radarsat-2 / 极化分解 / 决策树

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李诗涛, 张王菲, 赵丽仙, 王熙媛. 基于时序PolSAR影像与决策树模型的油菜物候期识别. 浙江农业学报. 2021, 33(11): 2116-2127

基金

国家自然科学基金(31860240;42161059); 云南省万人计划青年拔尖人才(80201444); 云南省教育厅科学研究基金(2019J0182)

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