中华仙草-霍山石斛的卫星监测技术研究-数据禾

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中华仙草-霍山石斛的卫星监测技术研究

霍山石斛

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石斛介绍


我国石斛约76种,其中霍山石斛久负盛誉,是载入各大医书典籍中的“中华瑰宝”。中国药典会委员、石斛属研究专家包雪声教授在《中华仙草之最-- 霍山石斛》一书前言开篇语中就说道:“如果说世界上确有什么仙草的话。这种仙草应当是霍山石斛。”

霍山石斛俗称米斛,别称龙头凤尾草、皇帝草,是兰科石斛属植物,主产于大别山霍山县,被历代医家奉为[草]中上品,而且深受唐太宗、武则天、乾隆等帝王青睐。现代科学研究表明,霍山石斛具有增强免疫力、抗氧化、抗衰老、降血糖、抗白内障、抗肿瘤及护肝等功效。

有着“软黄金”之称的霍山石斛,不仅是救命药草,也有着极高的经济价值,霍山县依靠独特的地理优势大力发展石斛人工种植产业,带领辖区内农民脱贫致富,走上幸福的康庄大道。


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生长环境


霍山石斛属未进化的气生兰科植物,其生长条件极为苛刻。生态环境良好,周围无工业废弃物、专业畜牧饲养场、垃圾场、各种污水及其他污染源。远离公路、医院,并尽可能避开学校和公共场所,海拔在300~900 m为最佳生长区。其空气质量应符合GB 3095二级标准的要求,土壤质量应符合GB 15618二级标准的要求,灌溉水水质应符合GB 5084的要求。

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栽培技术


目前霍山石斛的栽培技术主要有两种:一种是林下栽培种植,要求在通风良好的山坡疏林地,郁闭度在0.4-0.6之间;一种是设施化栽培,主要在日光温室和塑料大棚下栽培,通过对其环境条件控制以满足霍山石斛生长所需的温度、湿度、光照和水分等。

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遥感监测


遥感技术以其快速、方便、经济等特点,在农林牧业等领域的资源调查和监测方面已经进行了大范围的应用,并显示出了极大的优势,为中药资源调查、储量估算和动态监测提供了理论基础。如今霍山石斛的种植已经形成产业化经营,为方便石斛的研究和中药材规范化种植,北京茗禾科技有限公司联合安徽中医药大学,利用10米分辨率卫星影像成功提取了2019年霍山石斛设施栽培面积。

(1)数据源

以2019年多期中分影像为主(10米左右分辨率),保证全覆盖区域内无云层遮挡。以2019年高分影像为辅(1米分辨率),保证样本数据的准确性。

(2)技术方法

首先,通过对卫星影像的标准化处理,保证实现数据类型、空间范围、空间参考、空间位置一致性。然后,根据霍山石斛多类型设施大棚在不同季节的特征,在2019年多期多光谱卫星影像上(辅以高分卫星影像),建立米斛分类知识库。最后,基于多期中分影像及知识库,利用计算机智能算法进行石斛分布的自动提取,并进行适当分类后处理,最终得到2019年霍山县设施栽培石斛的面积和空间分布。

(3)结果分析

由霍山县石斛种植空间分布图可以看出:霍山县石斛棚下种植范围集中在太平畈乡、黑石渡镇、落儿岭镇、上土市镇和佛子岭镇。遥感提取霍山县2019年全县霍山石斛棚下种植面积近2390亩,其中太平畈乡的石斛种植面积为961亩。太平畈乡是霍山石斛的种源基地和核心产区,也被誉为“中国石斛之乡”

(4)精度评价

为了验证中分影像分类结果的准确性,基于0.3-1米的高分辨率卫星影像,通过人工目视解译的方式,提取了太平畈乡石斛棚下种植的空间分布面积近986亩,用作该乡石斛棚下种植的真实面积空间分布。通过对比分析,我们发现太平畈乡高分解译结果与中分分类结果相差不到3%,这也验证了遥感提取石斛面积的精度和可行性。


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 结 束 语 


中药材种植面积信息获取的传统方法是人工调查和抽样统计,由于工作量大、涉及面广、缺少统计途径,使得其效率低,且时效性不高,难以满足现代名贵中药材产业发展的需求。利用卫星遥感数据对名贵中草药材的种植面积和生长状态进行监测是遥感一个新的应用方向。

霍山石斛作为安徽省一种大面积种植的名贵中药材和经济作物,对区域土地利用和经济创收都有着重要影响。准确监测霍山石斛种植面积与变化趋势,进一步分析其与政策制定和市场价格的关系具有重要意义。