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        中国科学院东北地理与农业生态研究所,是中国科学院设在东北地区的综合性地理学、农学、生态学、环境科学与技术研究机构和人才培养基地,于2002年由原中国科学院长春地...
      • 历任领导
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      现任领导
      • 姜明

        所长

      • 王宗明

        党委书记
        副所长

      • 项尚

        纪委书记

      • 李向楠

        副所长

      • 李禄军

        副所长

      所长致辞
        中国科学院东北地理与农业生态研究所于2002年3月经中国科学院批准,由成立于1958年的中国科学院长春地理研究所和成立于1978年的中国科学院黑龙江农业现代化研究所整合组建而成,是中国科学院设立在东北地区的综合性地理学、农学、生态学、环境科学与技术研究机构和人才培养基地,2002进入中国科学院知识创新工程序列...
  • 机构设置
    • 直属机构
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      科研系统
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      管理系统
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  • 人才建设
    • 概况
        东北地理所现有各类职工500余人,80%以上具有研究生学历。历年入选中国工程院院士1人,双聘院士7人,国家百千万、杰青、优青等国家级人才计划10余人,院级人才计划30余人。国家“973计划”、国家重点研发计划、国家科技基础性工作专项、科技基础资源调查专项、国家科技支撑计划等项目首席科学家10余人,国务院政府特殊津贴获得者60余人。
      • 院士
      • 国家基金委人才
      • 院级人才
      • 部委人才
      • 兴土人才
      • 正高级专业技术人员
      • 副高级专业技术人员
      • 中级专业技术人员
      • 特别研究助理
  • 科研成果
    • 概要
        60年的耕耘,东北地理所取得了累累的科研硕果。创建了我国湿地学科理论体系,揭示我国湿地形成与发育规律、土壤关键过程与生态功能,研发退化沼泽近自然综合恢复关键技术、湿地植被快速恢复技术和湿地苇-蟹/鱼-稻复合生态模式。阐明了黑土演化过程与驱动机制,揭示了黑土退化特征和肥力调控机理,研发了黑土地肥沃耕层构建关键技术、作物高光效新型种植模式、侵蚀黑土综合防治技术、合作研发了“梨树模式”等黑土保护与利用关键核心技术,支撑“黑土粮仓”科技会战。首次克隆了控制大豆开花期的最大位点基因E1以及控制大豆长青春期性状的经典基因J,在国际上率先建立大豆分子设计育种理论体系和最大容量的大豆突变体库;研发和...
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  • 合作交流
    • 院地合作
      • 吉林省水文水资源局一行调研东北地理所并签署合作协议
      • 中铁十四局集团到东北地理所开展专题调研
      • 第十届全国玉米育种大会暨中科玉科企联合体年度工作会议在海南乐东县成功召开
      • 黑龙江三江国家级自然保护区管理局党组书记、局长于小东一行调研东北地理所并签署合作协议
      • 兴安盟行政公署副盟长何伟利一行调研东北地理所
      • 东北地理所与吉林省松原市长岭县签署战略合作协议
      国际交流
      • 美国加州大学戴维斯分校William R. Horwath教授来东北地理所访问交流
      • 姜明参加地球观测组织(GEO)2023年会议周及部长级峰会
      • 中国科学院国际杰出学者Damià Barceló教授访问东北地理所
      • 姜明率团访问俄罗斯远东地区科研机构
      • 俄罗斯联邦科学水稻中心一行到东北地理所开展合作交流
      • 中美土壤学会“快速进化中的黑土地科学”研讨会在长春顺利召开
  • 研究生教育
    • 概况
        东北地理所是1978年恢复学位制度后,第一批硕士学位授予单位。现有环境科学与工程、地理学、生态学和农业资源与环境四个一级学科博士后流动站...
      • 导师介绍

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      • 童心探科学 筑梦新时代
      • 东北地理所举办“中国科学院科学节·2022”活动
      • 东北地理所举办第十八届公众科学日系列科普活动
      • 东北地理所举办中科院第四届科学节活动
      • 东北地理所举行中科院第十七届公众科学日活动
      科普文章
      • 【科学大院】达尔文眼中“人类最值得信赖的朋友”,现在的处境有多危险?
      • 【科学大院】2022年中国新补充10343个物种,其中最多的是……
      • 【科学大院】灌木“步步入侵”,草原“何去何从”
      • 【中科院之声】野火对于野草,是敌是友?
      • 【科学大院】亮如白昼的夜里,有些植物处境艰
      • 【科学大院】如何保护黑土?有一个“偷懒”的办法
      科普图片/视频
      • 【哔哩哔哩直播2023中科院跨年演讲】邹文秀:“龙江模式”——保护黑土地 共筑大粮仓
      • 关义新-“用好养好”东北黑土
  • 信息公开
    • 工作信息

      相关规定

      • 信息公开规定
      • 信息公开指南
      • 信息公开目录

      年度报告

      • 2019年度信息公开工作报告
      • 2018年度信息公开工作报告

      组织机构

      • 工作机构
      • 监督机构
      主动公开

      基本信息

      • 单位概况
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      • 发展规划

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      • 人事教育管理

      科学研究

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      • 人才招聘

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      • 国际会议

      科学传播

      • 科普知识

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科研动态

东北地理所在Remote Sensing of Environment上发表全新水稻遥感制图方法

来源:地理信息系统学科组

来源:地理信息系统学科组   |  发布时间:2024-09-05   |  【 大  中  小 】

水稻作为全球重要的粮食作物之一,在保障粮食安全和促进农村经济发展中发挥着关键作用。因此,准确及时的水稻制图对相关政策制定至关重要,以应对人为、环境和气候变化带来的挑战。与传统田间调查相比,卫星遥感在水稻制图和监测方面具有大面积覆盖、及时监测和低成本等独特优势,已成为水稻监测制图的主要技术手段。目前,水稻遥感制图方法主要有三种,基于分类器、基于物候和基于指数方法。基于分类器的方法是最常用的,但这些数据驱动的分类器通常难以提取深层特征。基于指数的方法结合多个光谱波段,以突出目标类别与其他类别之间的差异,广泛用于作物制图和监测。然而,由于水稻的高时间和空间变异性,在不同种植区域确定普遍阈值以实现准确制图非常具有挑战性。此外,由于水稻时空特征的复杂性,目前很难针对水稻研发适用性广泛的遥感指数。

图1 不同地物光谱分布图及不同光谱波段组合的遥感影像图

针对以上科学难题,中国科学院东北地理所李华朋副研究员带领团队,首次研发了一种全新的方法,命名为RiceTColour,旨在基于水稻在移栽期间的独特光谱特征开展水稻遥感制图。通过分析水稻和其他土地覆盖在可见光、近红外和短波红外波段的光谱分布特征,首次发现水稻在移栽期近红外和短波红外反射率值低于其他地物类型(除水体)的独特特征;进而,使用短波红外、近红外和红色波段组合,水稻田在遥感影像上呈现独特的颜色。

图2 研发的RiceTColour技术路线及水稻遥感制图结果

基于水稻该独特光谱特征,提出了一种全新的方法RiceTColour。该方法的主要思想是通过分析水稻及其他土地覆盖物的训练样本在CIE色彩空间中的空间分布模式,建立分类标准以区分水稻与其他土地覆盖类型。CIE色彩空间的最大优势在于,它能够将由传统三刺激值(RGB:红、绿和蓝)组成的任何颜色转换到量化的二维(2D)色彩空间,从而完成水稻分类边界的构建。

选择了我国五个典型的水稻种植区,在不同的环境条件下,全面测试所开发的RiceTColour水稻制图方法的有效性和普遍性。这些区域在气候、水稻种植强度、灌溉方式以及作物轮作等方面存在显著差异。实验结果表明,RiceTColour方法在所有五个地点相比基准方法始终取得了最准确和均衡的分类制图结果。RiceTColour在训练地点(S1)中表现相对稳定,整体制图准确率超过95%,在四个测试地点(S2至S5)中也取得了令人鼓舞的精度(>95%)。在各个水稻种植区域高效且稳定的水稻制图结果表明,所提出的无参数且高效的RiceTColour方法具有强大的推广能力。

该研究成果于近期发表在遥感顶级期刊Remote Sensing of Environment上(国际顶级C刊,IF: 11.1),论文工作主要由地理信息系统学科组李华朋副研究员(第一作者及通讯作者)完成,合作研究人员包括布里斯托大学张策助理教授及兰卡斯特大学Peter Atkinson教授等。这是课题组继2023年GWCCI大豆制图方法工作之后,在RSE发表的又一项农作物分类识别方法论文。该研究得到国家重点研发计划项目(2021YFD1500100)、中国科学院战略性先导科技专项项目(XDA28070500)等项目共同资助。

论文信息:

Huapeng Li*, Jujian Huang, Ce Zhang, Xiangyu Ning, Shuqing Zhang, Peter M. Atkinson. An efficient and generalisable approach for mapping paddy rice fields based on their unique spectra during the transplanting period leveraging the CIE colour space. Remote Sensing of Environment, 2024, DOI:10.1016/j.rse.2024.114381

论文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0034425724004073

GWCCI论文信息:

Hui Chen, Huapeng Li*, Zhao Liu, Ce Zhang, Shuqing Zhang*, Peter M. Atkinson. A novel Greenness and Water Content Composite Index (GWCCI) for soybean mapping from single remotely sensed multispectral images. Remote Sensing of Environment, 2023, DOI: 10.1016/j.rse.2023.113679


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