基于物候差異分析的冬小麥長勢監(jiān)測.pdf

1、我國的大面積糧食生產(chǎn)具有采用遙感手段監(jiān)測的適應(yīng)性，隨著遙感傳感器的改進，高時相、高空間分辨率的遙感數(shù)據(jù)源不斷增加，使得農(nóng)情遙感監(jiān)測向精細化管理監(jiān)測發(fā)展更有技術(shù)保障。農(nóng)情遙感監(jiān)測包括作物面積監(jiān)測、長勢監(jiān)測、物候信息監(jiān)測、產(chǎn)量估計和病蟲害監(jiān)測等。本文以MODIS NDVI時間序列影像為主要數(shù)據(jù)源，研究冬小麥生長變化與NDVI時間序列的響應(yīng)關(guān)系，以NDVI時間序列曲線變化特點提取河南省冬小麥種植面積，識別主要物候期，并對河南省冬小麥進行動態(tài)長

2、勢監(jiān)測和基于物候期的苗情長勢分類。研究主要內(nèi)容及成果有:
　　1.MODIS NDVI時間序列數(shù)據(jù)在衛(wèi)星采集過程中受傳感器、大氣等多重因素的影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常值，難以直接用于地表植被遙感分析。本研究采用Savitzky-Golay濾波法重構(gòu)冬小麥時間序列曲線和河南省冬小麥生育期內(nèi)的MODIS NDVI時間序列圖像，重構(gòu)后的曲線更能體現(xiàn)冬小麥生長變化兩峰一谷的特點，且重構(gòu)后的影像去除了條帶和異常值，使像元值更接近地面實際值，為進

3、一步研究冬小麥面積提取、物候期監(jiān)測和長勢監(jiān)測打下基礎(chǔ)。
　　2.依據(jù)各農(nóng)業(yè)分區(qū)的冬小麥NDVI標(biāo)準(zhǔn)曲線變化特點，構(gòu)建判別規(guī)則和相似性指數(shù)模型對各農(nóng)業(yè)分區(qū)進行冬小麥識別，合并這兩種方法提取的冬小麥像元，采用線性分解模型進行混合像元分解，得到冬小麥種植豐度圖。統(tǒng)計冬小麥種植豐度圖，提取冬小麥面積4890千公頃，與統(tǒng)計年鑒相比的面積精度達到92.6％，隨機取樣像元識別精度達到90％。分析得出河南省冬小麥種植在西部山地丘陵區(qū)包括淮南丘陵區(qū)

4、、豫西丘陵區(qū)、豫西山地地區(qū)冬小麥種植面積較小，大面積種植主要集中在豫東、豫北平原區(qū)、淮北平原區(qū)、南陽盆地區(qū)以及太行山前平原區(qū)，而在自然條件良好的中部地區(qū)，冬小麥種植面積較少，可能原因在于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，糧食作物生產(chǎn)向經(jīng)濟作物生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。
　　3.采用Logistic模型提取各農(nóng)業(yè)分區(qū)的物候期轉(zhuǎn)變時間，并以此為依據(jù)采用斜率最大值法在物候轉(zhuǎn)變時間相鄰范圍內(nèi)提取河南省2011年冬小麥主要物候期分布圖。分析關(guān)鍵物候期時間分布發(fā)現(xiàn)，淮南山

5、丘地區(qū)、淮北平原地區(qū)、南陽盆地地區(qū)冬小麥返青期出現(xiàn)時間較早，豫東豫北地區(qū)、太行山前平原地區(qū)返青期出現(xiàn)時間較晚;冬小麥抽穗期、成熟期出現(xiàn)時間都有從南向北逐漸過渡的趨勢。通過分析冬小麥主要物候期發(fā)生時間與地理位置的關(guān)系，得出冬小麥主要物候期發(fā)生時間與緯度呈正相關(guān)，即隨緯度增加，物候發(fā)生時間向后推移，與緯度影響的冬小麥生育期內(nèi)熱量交替規(guī)律相一致。冬小麥主要物候期發(fā)生時間與經(jīng)度呈正相關(guān)，即隨著經(jīng)度增加，冬小麥主要物候期向后推移。
　　4.

6、利用同期對比法中的差值模型對河南省返青至抽穗期期間的12個時相的影像對冬小麥長勢進行了每8d的動態(tài)監(jiān)測，并計算不同長勢等級冬小麥所占的比例。2011年河南省冬小麥在返青期長勢比往年較差的情況比較嚴(yán)重，除了冬小麥品種、生長土壤條件的影響，當(dāng)年的極端異常天氣寒潮、持續(xù)干旱等導(dǎo)致農(nóng)作物受災(zāi)嚴(yán)重。在拔節(jié)、抽穗期冬小麥長勢逐漸趨于穩(wěn)定，長勢好的小麥逐漸增多。另外，采用直接監(jiān)測法進行冬小麥河南省長勢監(jiān)測，利用冬小麥野外采樣點模型NDVI多項式擬合L