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具有采用遙感手段監(jiān)測的適應性，隨著遙感傳感器的改進，高時相、高空間分辨率的遙感數據源不斷增加，使得農情遙感監(jiān)測向精細化管理監(jiān)測發(fā)展更有技術保障。農情遙感監(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據源，研究冬小麥生長變化與NDVI時間序列的響應關系，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。研究主要內容及成果有:
　　1.MODIS NDVI時間序列數據在衛(wèi)星采集過程中受傳感器、大氣等多重因素的影響，導致數據出現異常值，難以直接用于地表植被遙感分析。本研究采用Savitzky-Golay濾波法重構冬小麥時間序列曲線和河南省冬小麥生育期內的MODIS NDVI時間序列圖像，重構后的曲線更能體現冬小麥生長變化兩峰一谷的特點，且重構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。
　　2.依據各農業(yè)分區(qū)的冬小麥NDVI標準曲線變化特點，構建判別規(guī)則和相似性指數模型對各農業(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，可能原因在于農業(yè)生產結構的調整，糧食作物生產向經濟作物生產轉變。
　　3.采用Logistic模型提取各農業(yè)分區(qū)的物候期轉變時間，并以此為依據采用斜率最大值法在物候轉變時間相鄰范圍內提取河南省2011年冬小麥主要物候期分布圖。分析關鍵物候期時間分布發(fā)現，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)返青期出現時間較晚;冬小麥抽穗期、成熟期出現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系，得出冬小麥主要物候期發(fā)生時間與緯度呈正相關，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)生時間與經度呈正相關，即隨著經度增加，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重，除了冬小麥品種、生長土壤條件的影響，當年的極端異常天氣寒潮、持續(xù)干旱等導致農作物受災嚴重。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