基于遙感技術的糧食產量預測方法研究及運行性系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、糧食產量是一個國家的基礎經濟信息，科學準確地預報糧食產量，對國家具有重要的經濟和政治意義。中國是一個農產品生產大國、消費大國和貿易大國。農業(yè)生產形勢，特別是糧食生產是各級政府、農業(yè)生產管理部門、農產品購銷與加工企業(yè)以及廣大公眾都十分關注的大事。及時、客觀、準確地預測糧食產量，對于國家糧食政策的制定、價格的宏觀調控、對外糧食貿易、國家糧食安全保障、種植業(yè)結構調整等都具有重要的戰(zhàn)略意義。由于遙感信息具有宏觀、快速、客觀、動態(tài)和大尺度等優(yōu)點，

2、在產量預測中具有重要的作用。本文利用了多時相、多光譜遙感數(shù)據(jù)，研究了基于遙感指數(shù)的大范圍糧食產量預測方法，并設計實現(xiàn)了可用于業(yè)務應用的運行系統(tǒng)。 論文進行了時間序列NDVI數(shù)據(jù)處理、糧食產量遙感預測指標提取及產量預測模型方面的研究。論文通過時序NDVI數(shù)據(jù)去云重構、區(qū)域作物生長過程提取等方法，獲得預測指標。采用糧食單產(夏糧和秋糧)與預測指標相關分析方法，構建了產量預測指標體系。在此基礎上，依據(jù)預測指標時間和空間上的適應性，構建

3、了我國各地區(qū)糧食單產遙感預測指標時空體系和產量預測模型集。主要研究內容及結論如下： (1)時間序列NDVI曲線，即作物生長過程曲線，是多種作物信息的綜合載體，能夠反映出各作物總體生長情況及作物物候節(jié)律等信息，可以用來進行糧食產量預測。論文以高時間分辨率、低空間分辨率的NOAA/AVHRR數(shù)據(jù)為基礎數(shù)據(jù)源，以NDVI曲線特征值作為預測指標，應用區(qū)劃—省份產量預測方式，在區(qū)劃單元上建立產量預測模型，并通過區(qū)劃與省空間對應關系，實現(xiàn)了

4、省級糧食產量預測。結果表明預測值與統(tǒng)計值相同率達到90％以上，可以滿足精度要求。 (2)構建了全國(除新疆、西藏等耕地較少的地區(qū)外)范圍不同地區(qū)糧食單產預測指標體系。本文按照參數(shù)—產量擬合法、產量分解法兩種分析方式，分別對NDVI曲線特征值與糧食單產和曲線特征值與糧食波動單產進行相關性分析，找出不同區(qū)劃單元各種產量顯著相關因子，構建了糧食單產預測指標體系，結果表明各區(qū)劃單元相關系數(shù)絕對值在0.3-0.85之間，大部分區(qū)劃均有顯著

5、性達到0.05的預測指標。 (3)建立了不同地區(qū)糧食單產預測模型集。通過對各區(qū)劃區(qū)域篩選出的產量顯著相關因子進行因子之間相關性分析，剔除信息冗余因子，并通過因子組合、回歸分析建立了不同地區(qū)參數(shù)—單產、參數(shù)—波動單產兩種單產預測模型。分別對各區(qū)劃兩種模型進行比較驗證，選出置信度較高的模型作為最終單產預測模型，建立了不同區(qū)域糧食單產預測模型集，模型驗證結果表明，大部分區(qū)劃區(qū)域預測誤差在10％以內。 (4)實現(xiàn)了全國大部分地區(qū)

6、夏糧和秋糧單產預測。根據(jù)區(qū)劃單元與省行政單元的空間屬性信息和糧食作物種植面積，在區(qū)劃估產模型的基礎上，進行省級糧食單產預測，并對預測結果進行了檢驗。結果表明夏糧和秋糧預測結果與統(tǒng)計產量數(shù)據(jù)相關系數(shù)R2均在0.9以上，大部分省份預測誤差集中在10％以內。 (5)建立了糧食產量遙感預測系統(tǒng)。分析了產量預測系統(tǒng)的建設需求，設計并開發(fā)了糧食產量遙感預測系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一個集研究性和業(yè)務性為一體的綜合性系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一、集中、科學