随着南京的飞速发展，南京的水稻用地面积逐渐减少，许多农水稻用地变成了现代化建设用地。该文以南京的水稻田为研究对象，以南京1988年，2002年，2013年的遥感影像为主要信息源，利用决策树分类方法，通过NDVI、坡度、湿度为决策因子，提取南京的水稻田，从而比较出南京的水稻田变化情况。研究表明①南京在1988-2013年水稻面积减少，其他用地增加，水稻面积减少了约三分之一，约 488.18km²，变化明显。②水稻田在空间格局上聚集性减弱，破碎化趋势加强。③主要影响面积变化的的驱动因子是科技经济发展下的人类居住活动范围的扩大和其他农业生产需求的日益提高。
目录
摘 要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1 研究区域概况 2
1.2 数据来源与预处理 2
1.3 决策树模型的特征指数选取 3
1.4 分类方法 3
2 结果与分析 4
2.1 水稻田面积变化分析 6
2.2 水稻田空间格局分析 6
2.3 驱动力分析 6
3 讨论 7
4 结论 7
致谢 8
参考文献 8
利用决策树分类方法提取南京水稻面积并研究其时间变化规律
引言
水稻是我国重要的粮食作物，占全国粮食总种植面积的 27% ，而其产量达到全国粮食总产量的 35%[1]。而水稻主要生长在我国多云雨、温度适宜的中部和南部地区，该区域是我国的主要产粮区，对该区域水稻进行种植面积的提取、长势的监测和产量的估算等研究是具有重要意义的。水稻的面积提取有很多种方法，不同的数据源与分类方法的结合，但现研究多是提高水稻面积提取的精度，该课题则是研究水稻的面积变化，分析其变化趋势，探究造成变化的驱动因子，为水稻的生产及决策提供技术支持。
国内对于将遥感应用于农业上起步与国外相比较晚，但发展至今已然位于前列。水稻面积的提取分类方法从数据方面来看可分为两大类：以 TM为代表的中高分辨率数据类型和以MODIS为代表的低分辨率数据类型[2]。其中，前一类 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: #351916072# 
依据单一影像自身的较高空间分辨率而精度较高，后一类则需要通过不同的特征指数与方法的结合来提高分类精度。王福民等[3] 曾对水稻生长前后两期TM影像进行缨帽变换并合成为多时相影像数据，然后通过最小距离法来提取水稻面积；朱良等[4] 利用TM影像 NDVI和LSWI两种特征指数的不同使用决策树分类进行水稻面积提取；杨艳昭等[5] 通过水稻移栽期特征时间窗口、LSWI与NDVI的不同提取吉泰盆地水稻熟制信息；于文颖等[6] 利用MODIS遥感数据结合分监督分类与决策树分类等多种方法对东北地区的水稻面积进行提取。
我国目前的研究方向多是使用不同的数据源与提取方法的结合，研究小区域尺度或者大范围的提取水稻面积的精度。就国内来说，江南[7] 等利用TM和NOAA卫星数据对江苏省的水稻面积进行提取，研究得出该方法分类精度达到了93%。杨唏，黄敬峰[8] 等人将GIS和TM的遥感影像数据相结合，对南方丘陵山地进行土地利用分类并提取早稻面积。而国外的众多研究，Wardlow 和 Egbert[9] 研究如何利用 MODIS 的时序 NDVI 数据对美国中部大平原地区提取作物分类信息。而Masuoka[10]研究小区域尺度上的面积提取精度问题，他们研究表明，在小区域尺度上利用IKONOS对水稻的分类精度比 Landsat ETM + 分类精度显著提高。决策树分类作为一种分类方法，常常与用于遥感影像提取各类土地利用类型中。并且由于其的高精度被广泛应用[11—12]。李杨，江南等人[13]研究特征波段和作物物候期数据的不同的结合方式通过决策树分类提高分类精度。
但是对于研究水稻田面积变化的却很少。Peng[14] 等人利用 1986 年和2002 年两期 Landsat TM 影像对丽江县包括水稻在内的土地利用类型进行分析，实现了对过去 16 年间水稻种植区域的变化分析。余超、李阳明[15] 等利用2002年、2006年和2010年的遥感影像为主要信息源通过决策树分类的方法提取南京江宁区水稻面积，分析了2002年～2010年南京江宁区的水稻面积变化。国内大时间跨度的市级尺度上的对于水稻面积变化的研究还未有，因此我的研究具有一定的突破意义。
水稻遥感信息提取是遥感技术在农业领域应用的重要内容，可以实现农业信息的快速收集和定量分析，反应迅速，客观性强，是实现决策科学化的基本手段。尤其近年来新的高空间分辨率、高光谱、雷达等遥感技术的发展，为农业现代化管理提供了新的机遇。本研究选择对比南京过去与现在的水稻面积变化，分析其变化趋势与驱动因子，寻找水稻的迁移变化和城市的发展规律，一定程度上预测水稻种植和城市发展的趋势和方向，为水稻生产发展和国家建设农业布局和进一步规划提供一定的技术支持和重要参考。
1 材料与方法
1.1 研究区域概况
南京市位于长江下游中部富庶地区，江苏省西南部。全市行政区域总面积6587.02平方公里。南京市地处中国沿海开放地带与长江流域开发地带的交汇部，是长三角经济核心区的重要区域中心城市，是国家重要的综合性交通枢纽和通信枢纽城市。南京地貌特征属宁镇扬丘陵地区，以低山缓岗为主，但是带有平原，是丘陵平原综合体。在南京的发展规划中，南京提出了“以长江为主轴，以主城为核心，结构多元，间隔分布，多中心，开敞式的都市发展区空间格局”。除了主城区，加快建设新的次区域中心，形成多中心格局。
1.2 数据来源与预处理
美国陆地卫星（LANDSAT）系列卫星由美国航空航天局（NASA）和美国地质调查局（USGS）共同管理。自1972年起，LANDSAT系列卫星陆续发射，是美国用于探测地球资源与环境的系列地球观测卫星系统，曾称作地球资源技术卫星（ERTS）。

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