湖北省高分数据示范研究项目
高分一号卫星发射成功后，不仅能够为国土资源部门、农业部门、环境保护部门提供高精度、宽范围的空间观测服务，在地理测绘、海洋和气候气象观测、水利和林业资源监测、城市和交通精细化管理、疫情评估与公共卫生应急和地球系统科学研究等领域发挥重要作用，同时也必将推动遥感技术在我国农业生产指导决策过程中发挥越来越重要的作用。因此，研究GF-1数据在农业遥感监测中的作用亦显得尤为重要。2014年农业部遥感应用中心武汉分中心（简称“武汉分中心”）与中国农业资源与区划研究所签订了《基于高分数据的南方大宗农作物面积基础底图制作》技术服务合同。按照合同要求，以湖北省为研究区域，对以下四个方面的内容开展研究：采用高分数据进行2014年湖北省冬小麦、油菜和2015年早稻种植分布区提取，对湖北省中稻晚稻、棉花、大豆、玉米等作物进行解译，采用点、样方和区域三个尺度评价农作物面积的识别与提取精度，从谱段设置、空间分辨率、时间分辨率等方面，评价高分卫星数据在湖北农作物种植面积中的适用性。根据以上研究得出结论如下。
1.GF-1影像适用于湖北省冬小麦和油菜的遥感监测，但不适合于早稻、中稻等夏季作物的遥感监测
GF-1数据比较适合于冬小麦和油菜的遥感业务化监测。
GF-1传感器周期短，幅宽大，覆盖面广，短时间内可以获取大量的影像，能够较好地覆盖湖北全省。GF-1影像的光谱波段适合于冬小麦和油菜的遥感监测，用于早稻监测的波段信息偏少。
GF-1影像包括近红外、红光、绿光、蓝光四个波段，其中的前三个波段能够较好反映植被的特征，因此GF-1数据可较好地应用于植被的提取。冬小麦和油菜的提取时间主要是3月，其时正值初春季节，作物正生长茂盛，而其他植被刚开始萌芽等，还主要呈现出冬季的特征，落叶植被还未长出新叶，此时冬小麦和油菜特征突出、明显，与其他植被的差别大，容易区分和提取。不过，虽然应用GF-1数据进行冬小麦和油菜面积解译的总体精度较高，但二者相互干扰。从上文中对解译结果的验证可以得知，基于GF-1影像解译的湖北省冬小麦和油菜图斑的定性（类别属性）解译的精度较高，定量（面积大小）解译的精度相对较低，在实际分类过程中，即使是使用油菜开花期的GF-1数据，依然存在冬小麦和油菜之间容易混淆的问题。
早稻监测是5—6月，随着植被的生长，它的影像特征和各种作物越来越接近，GF-1只有4个波段，这些波段特征又比较接近，尤其是缺少短波红外波段，不利于不同植被的提取。因此，早稻监测采用GF-1数据的效果明显不如冬小麦和油菜。
2.GF-1影像因为缺少SWIR波段而难以胜任湖北中稻、棉花、玉米、大豆等夏季作物的遥感监测
目前GF-1影像只有四个波段，即近红外、红光、绿光和蓝光，而SWIR波段对农作物的生理生态特性非常敏感，因此，虽然GF-1影像具有8米（PPSM）和16米（WVF）的空间分辨率，但是在实践中其分类效果反而比30米分辨率的LANDSAT8影像还差。从应用GF-1数据对湖北省冬小麦、油菜、棉花、一季稻、玉米、大豆所做的光谱分析和面积信息提取效果来看，它只能较好地满足冬小麦和油菜的遥感监测需求，并不适合用于湖北省中稻、棉花、玉米和大豆的遥感监测，仅仅在只有单一作物分布的山区适用性相对较好，相比之下，LANDSAT8影像更适合湖北省大宗农作物的遥感监测。
GF-1数据适宜于鄂北低山丘岗和鄂中平原地区大田作物的遥感监测。
GF-1数据适宜于大面积成片分布的作物监测，对于山区和丘陵等田块比较破碎的区域，效果要明显比平原地区的监测结果差。从区域来看，GF-1适宜于鄂北低山丘岗和鄂中平原地区大田作物的遥感监测，其他区域监测效果要差一些。
3.高分8m-PMS传感器分类效果优于16m-WFV传感器，但难以用于大面积农作物的业务化监测
PMS传感器比WFV传感器分辨率高，分类过程中，能够更清楚的反映地物的边界，据其提取的目标作物面积相对准确些。不过，PMS传感器获取的影像数据覆盖范围小，难以满足大面积农作物的遥感业务化监测需求。
4.GF数据结合LANDSAT8影像的遥感监测效果会更好
与其他卫星数据相比，GF数据具有高时间特性以及较高的空间分辨率，但是目前它还无法完全替代LANDSAT8等国外其他卫星数据。
虽然GF-1数据能较好地满足冬小麦和油菜的面积遥感监测需求，以及在作物种植结构单一、只有某一类作物分布的区域，GF-1数据适用性相对较好，但是GF-1数据并不适合于湖北省地形复杂、田块破碎以及作物种植结构复杂的区域。GF-1卫星只利用了有限的几个可见光波段，这也决定了它不能胜任中稻、玉米、棉花和大豆等同期夏季作物的遥感监测。
相比之下，LANDSAT8影像更适合湖北省大宗农作物的遥感监测。不过，LANDSAT8的重访周期长，再加上天气因素（主要是云雨雾等因素）的影响，在农作物遥感监测关键期有可能出现获取不到有效数据的问题。然而，具有高时间特性的GF-1卫星却能在农作物监测周期内能够获取大量的遥感数据。
因此，适当采用免费的LANDSAT8影像，将之与GF数据相结合将能更好地满足大面积农作物业务化遥感监测要求。