基于时序Sentinel-2影像物候特征的江汉平原耕地“非粮化”监测

陶建斌; 赵睿一; 王松; 张洪艳

doi:10.13203/j.whugis20230020

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基于时序Sentinel-2影像物候特征的江汉平原耕地“非粮化”监测

摄影测量与遥感 | 更新时间：2026-11-05

- 基于时序Sentinel-2影像物候特征的江汉平原耕地“非粮化”监测
- Monitoring Non-grain Use of Croplands on the Jianghan Plain Based on Sentinel-2 Vegetation Phenology
- 武汉大学学报（信息科学版） 2025年50卷第5期页码：907-916
- 作者机构：
  
  1.地理过程分析与模拟湖北省重点实验室/华中师范大学城市与环境科学学院，湖北武汉，430079
  2.武汉大学测绘遥感信息工程全国重点实验室，湖北武汉，430079
- 作者简介：
  
  陶建斌，博士，副教授，主要从事农业遥感、遥感影像的地学应用方面的研究。taojb@mail.ccnu.edu.cn
  张洪艳，博士，教授。zhanghongyan@whu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金面上项目(41971371);国家重点研发计划(2022YFB3903504);大学生创新创业训练计划项目
- DOI：10.13203/j.whugis20230020
  中图分类号： P237
- 收稿：2023-11-23，
  
  纸质出版：2025-05-05
- 稿件说明：
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陶建斌,赵睿一,王松，等.基于时序Sentinel-2影像物候特征的江汉平原耕地“非粮化”监测[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(5):907-916.

TAO Jianbin,ZHAO Ruiyi,WANG Song,et al.Monitoring Non-grain Use of Croplands on the Jianghan Plain Based on Sentinel-2 Vegetation Phenology[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(5):907-916.
陶建斌,赵睿一,王松，等.基于时序Sentinel-2影像物候特征的江汉平原耕地“非粮化”监测[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(5):907-916. DOI：10.13203/j.whugis20230020

TAO Jianbin,ZHAO Ruiyi,WANG Song,et al.Monitoring Non-grain Use of Croplands on the Jianghan Plain Based on Sentinel-2 Vegetation Phenology[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(5):907-916. DOI：10.13203/j.whugis20230020

摘要

利用遥感技术对耕地“非粮化”现象进行监测对于维护国家粮食安全、助力乡村振兴具有重要的现实意义。利用时间序列Sentinel-2遥感影像，在分析不同种植类型物候特征的基础上，选择若干个关键物候期来概括各生长阶段的物候特征，得到同种种植类型的相似性物候特征及不同种植类型的差异性物候特征。基于由简及繁、分层分类的思路，构建耕地“非粮化”提取模型。在此基础上提取江汉平原潜在“非粮化”（含“非食物化”）区域，包括蔬菜、苗木或撂荒、坑塘养殖等。提取结果总体精度达到92.69%，Kappa系数为0.89。实验结果表明，基于物候特征挖掘和分层分类的方法可以进行区域尺度的“非粮化”监测。该方法在一定程度上可为耕地“非粮化”监测提供有效的技术手段，为进行农田利用方式监测、制定农业政策提供基础数据和科学依据。

Abstract

Objectives

Monitoring the non-grain use of cropland using remote sensing technology is of great significance for national food security and rural revitalization.

Methods

Through analyzing the phenology of different crop patterns by using time series Sentinel-2 remote sensing images

several key phenological stages were selected to summarize the phenological characteristics of each stage

and the phenology similarity of the same crop pattern and the phenology difference of different crop pattern were obtained. A model was built to extract the non-grain use of cropland on the Jianghan Plain

including vegetables planting

abandoned land or trees planting and aquaculture pond

etc.

Results

The method realized the mapping of non-grain use of cropland on the Jianghan Plain successfully by using hierarchical classification method according to the rule of from simple to complex. The overall accuracy of the results is 92.69%

and the Kappa coefficient is 0.89.

Conclusions

The experiment results demonstrated that the method based on time-series Sentinel-2 remote sensing images and crop phenology can be used to monitor non-grain use of cropland at regional scale. The proposed method can provide effective technology for monitoring the non-grain use of cropland

and provide basic data for agricultural departments to formulate agricultural policies.

关键词

Keywords

references

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