基于随机森林的水稻信息提取与空间格局分析

来源：江苏农业科学杂志2024年第第20期北京时间：

作者：刘珊珊; 刀剑; 张连刚; 付伟

单位：1.西南林业大学经济管理学院，云南昆明 650224； 2.云南农业大学植保学院，云南昆明 650500；3.云南省植物病理重点实验室，云南昆明 650500

摘要：为准确了解岭南丘陵平原区水稻种植空间格局，以Sentinel-2A影像数据及耕地类型矢量数据为基础，采用随机森林(random forest，RF)对研究区水田范围内覆被地物进行分类，进而提取研究区水稻种植信息，以乡镇为空间单元尺度，分别从区域分布特征、空间破碎度、地形分布指数(P)3个方面统计分析其种植空间格局。结果表明：(1)基于RF结合Sentinel-2A数据获得的组合植被指数(NDVI和NDRE705)能够较好地对研究区水田掩膜后的影像进行覆被地物分类识别，分类的总体精度、Kappa系数分别为95.238%、0.926，其中水稻的用户精度最高，为98703%；根据提取结果得到水稻种植面积为12 529.797 hm2，占比为64.281%。(2)水稻种植区主要分布在石滩镇和中新镇，占比分别为21.149%、16.982%；增江街道水稻种植面积最少，仅占5.451%。(3)研究区水稻田块的破碎度在空间上的差异较为明显，破碎度高的水稻种植区域主要集中在研究区西部，而东部地区整体较低，在北部派潭镇、中部朱村街道、正果镇、荔城街道和增江街道以及南部的石滩镇，水稻种植地块破碎度相对较低，而中新镇、小楼镇和新塘镇反之。(4)水稻种植区分别在坡度0°~8°、高程0~32 m、半阳坡和阳坡(112.6°~247.5°)范围内处于优势水平，P值远大于1。研究成果可为制定区域国土管理制度和农业科学决策提供参考，对调整和优化水稻结构布局具有积极作用。

关键词：水稻;种植信息;哨兵2号影像;随机森林;空间格局;地形分布指数