利用HJ-1A卫星遥感影像进行水稻产量分级监测预报研究

以江苏省盱眙县、金湖县和洪泽县为例,利用我国的环境减灾卫星(HJ-1)遥感影像,开展了水稻产量分级监测预报研究。在利用GPS实地取样调查和建立解译标志的基础上,进行HJ-1A卫星影像精校正,将GPS样点数据校验贯穿到整个水稻种植面积分类与解译过程中,面积信息解译精度在90%以上。分别利用水稻抽穗期归一化植被指数和比值植被指数反演了叶面积指数和生物量数据信息。结合水稻遥感估产模型进行产量估算,并叠加样点产量信息验证,估产精度达到85%以上;依据预测的水稻产量数据进行产量分级预报,制作了盱眙县、金湖县和洪泽县水稻产量遥感分级监测预报图。结果说明,环境减灾卫星影像基本能满足水稻种植面积提取和产量预报的需求,能够在遥感估产中推广应用。     

基于NDVI密度分割的冬小麦种植面积提取

为解决作物面积遥感监测中常遇的混合像元问题,选用江苏省沭阳县冬小麦扬花期HJ-1A卫星遥感影像,基于不同地物光谱信息的差异性与可分割性,提出基于归一化植被指数(NDVI)密度分割的冬小麦种植面积提取方法。在利用GPS实地取样调查和建立解译标志的基础上,对HJ-1A卫星影像进行了几何与大气校正。利用NDVI灰度影像提取混合像元训练样本的NDVI值和小麦种植面积,计算小麦面积权重,确定混合像元的NDVI阈值。利用NDVI再归一化结果对NDVI灰度影像进行密度分割,依据不同密度分割系数下像元总面积及其所对应的小麦面积权重关系,最终得到沭阳县冬小麦种植面积。结果表明,根据NDVI密度分割法提取冬小麦面积为8.37×104 hm2,面积精度为92.37%,样本精度为93.31%。基于密度分割系数(P0.5)制作沭阳县冬小麦种植分布图,获取了全县冬小麦空间分布特征信息。以上结果说明NDVI密度分割法能较准确地提取研究区内冬小麦种植面积,可有效解决农作物种植面积提取中混合像元问题。     

基于无人机遥感的水稻产量估测

水稻产量的准确估算在农业生产中具有重要意义。本文通过无人机搭载多光谱传感器,获取水稻主要生育期冠层光谱信息,通过提取不同生育期8种植被指数与水稻产量的实测值建立拟合关系,筛选出最优植被指数和最佳的无人机遥感作业时期,建立水稻估产模型。结果表明,水稻生长前期不适合估产,抽穗期至成熟期估产效果好。最佳估产生育期是水稻抽穗期,基于该时期的植被指数NDVI、RVI、DVI、GNDVI、MSAVI2建立的多元线性模型估测效果较好,验证精度佳。因此,利用无人机多光谱数据对水稻产量进行估测是可行的。     

应用隔年卫星遥感影像评估区域麦稻连作水平

为探讨利用稀缺或隔年卫星遥感影像估算大地理区域麦稻连作水平的可行性,以江苏省常熟市为例,利用隔年TM卫星遥感影像,提取小麦和水稻种植面积并分析了麦稻连作水平。在解译隔年稻麦卫星遥感影像获取麦稻连作面积信息的基础上,运用马尔可夫链建模方法构建麦稻连作水平评估模型来估算麦稻连作水平,并用GPS 实地取样调查对估算精度进行验证。结果表明,常熟市麦稻连作指数为0.76,即有76%的小麦连作水稻,估算精度在95%以上,与传统的地面调查方法相比较,统计麦稻连作指数或水平更能反映大地理区域麦稻连作的现状。     

水稻直播技术高产高效研究

水稻直播技术作为一种轻简高效栽培技术,适合川东北丘陵区冬闲田推广应用。2010至2012年我们开展了适度规模的水稻直播技术示范研究,平均产量为10 033.5 kg/hm2,比当地水稻平均单产增加30%以上,平均节约劳动力成本等1 725元/hm2以上。     

基于ARIMA模型的中国水稻单产预测分析

在中国水稻单产的光合潜力和"农业生态区划"(AEZ)模型计算的最大潜力的基础上,运用ARIMA(自回归单整移动平均)模型预测了2016—2020年中国水稻单产水平。结果表明,2016、2017、2018、2019和2020年中国水稻单产分别为7 070、7 189、7 311、7 435和7 561 kg/hm~2,分别是其最大潜力7 800 kg/hm~2的90.64%、92.17%、93.73%、95.32%和96.94%,说明提高中国水稻单产将变得越来越困难,未来总产的提高应主要依靠改良中低产稻田。     

基于遥感数据的沈阳水稻种植面积提取及精度分析

为研究MODIS遥感数据及提取方法对估测沈阳水稻种植面积的适用性,利用MODIS数据,采用监督分类的方法,同时结合水稻不同生长发育阶段特点,对沈阳水稻种植面积进行数据提取,并制作了沈阳地区水稻种植面积分布图。将提取的水稻种植面积结果与统计局统计的面积及Landset遥感数据资料进行比较分析。结果表明,通过MODIS遥感监测水稻种植面积具有良好的效果,利用监督分类的方法提取的水稻种植面积精度达92%,因此,该方法用于沈阳地区水稻种植面积的提取,结果可靠,精度较高。     

基于Terra与Aqua MODIS增强型植被指数的县级水稻总产遥感估算

以湖南省醴陵市为研究区域,在比较分析Terra卫星与Aqua卫星中分辨率成像光谱仪增强型植被指数的基础上,结合这两个卫星提供的空间分辨率为250m、时间分辨率为16d的植被指数产品,建立水稻各主要生育期增强型植被指数平均值乘以水稻面积的结果与乡镇级水稻总产的一次线性、二次非线性及逐步回归模型。通过误差分析,选择最优遥感拟合模型,并在此基础上,预测下一年水稻总产。结果显示,水稻种植区Terra卫星与Aqua卫星中分辨率成像光谱仪增强型植被指数有超过50%的偏差绝对值小于0.03;93.22%、99.50%的偏差绝对值分别小于0.08、0.10。水稻遥感拟合模型模拟结果相对误差小于0.1%,预测模型的估产结果比遥感拟合模型的拟合结果的误差大,但相对误差仍然小于5%。     

基于趋势单产和干旱指数的河南省冬小麦单产估算

为了探究相关气象因子对小麦生产的影响,获取极端气候条件下满足精度需求的作物估产模型,以河南省为研究区,对研究区的历史小麦单产数据进行时间序列分解,得到趋势单产,再结合不同时间尺度干旱指数作为输入变量,以实际单产作为输出变量,建立随机森林回归单产估计模型。选择典型干旱年份(2011年)与非干旱年份(2015年)进行小麦单产模型的精度验证,并对输入变量的重要性进行了分析。结果显示,随机森林回归单产估计模型拟合精度整体较高,各市模型的决定系数平均为0.87,平均绝对值误差的均值为17.69 kg·hm~(-2),平均绝对相对误差的均值为0.07。面积加权和简单平均估计得到的各市小麦估产的精度平均值在2011年分别为96.16%和95.12%,在2015年分别为92.99%和92.26%。干旱年份估产精度整体上高于非干旱年份估产精度,面积加权后的小麦单产估计精度略高于简单平均的小麦单产估计精度。对建模贡献最大的输入变量是趋势单产。就干旱指数来说,1个月时间尺度的干旱指数重要性整体高于2和3个月时间尺度的干旱指数;4月份的干旱指数重要性整体高于生长季其他月份的干旱指数。该模型能够准确及时地获取极端气候下小麦产量信息以及变量对小麦产量的影响,可以为研究气候变化对小麦产量的影响和提高极端气候条件下的估产精度提供方法参考。     

实行高效益栽培是发展我省水稻生产的战略目标

<正> 辽宁省的水稻生产经过建国以来三十多年的努力,单产水平已在1949年亩产274斤的基础上,到1984年突破了亩产千斤,全省645万亩水稻,平均亩产达到1,021斤。並有沈阳、营口、盘锦、辽阳等四个地区均近400万亩水稻,平均亩产达到1,130斤以上。我省的水稻单产水平,不     

Estimating Rice Yield by HJ-1A Satellite Images

As illustrated by the case of Xuyi County, Jinhu County and Hongze County in Jiangsu Province, China, monitoring and forecasting of rice production were carried out by using HJ-1A satellite remote sensing images. The handhold GPS machines were used to measure the geographical position and some other information of these samples such as area shape. The GPS data and the interpretation marks were used to correct HJ-1 image, assist human-computer interactive interpretation, and other operations. The test data had been participated in the whole classification process. The accuracy of interpreted information on rice planting area was more than 90%. By using the leaf area index from the normalized difference vegetation index inversion, the biomass from the ratio vegetation index inversion, and combined with the rice yield estimation model, the rice yield was estimated. Further, the thematic map of rice production classification was made based on the rice yield data. According to the comparison results between measured and fitted values of yields and areas of sampling sites, the accuracy of the yield estimation was more than 85%. The results suggest that HJ-A/B images could basically meet the demand of rice growth monitoring and yield forecasting, and could be widely applied to rice production monitoring.     

温度变化对湖南水稻产量的影响

用湖南省气象局提供的1999～2008年气象数据分析了湖南温度的变化趋势及湖南1999～ 2008年的水稻产量和温度变化问的关系.结果表明:1999～2008年湖南省温度上升明显,双季稻生长季节的平均温度上升了1.3℃,早稻季的平均温度上升了1.6℃;湘南早稻季产量与平均温度呈显著负相关,湘北双季稻的平均产量与平均温度呈显著正相关,有利于早、晚稻的生长发育和产量的提高.     

Adaptability of various models of the water production function for rice in Jilin Province,China

The existing irrigation schedule of most rice-growing areas in Jilin Province is not in full compliance with the Water Requirements Law of the rice; these discrepancies affect the yield of rice to some extent. Thus, research on rice water regulations and selection of an appropriate water production function model (WPFM) is very important. In this study, according to the water demand characteristics of rice, we used drought treatments separately during the tillering, jointing booting, flowering, and milky stages. Evapotranspiration and yield data were obtained using a test pit experiment and production measurements in 2011 and 2012, respectively. Five commonly used WPFMs (the Jensen, Blank, Minhas, Stewart, and Singh model) were selected for this study, and the water sensitivity index of each model was calculated based on the evapotranspiration, yield, and the model equations. The Jensen model was found to be the most suitable WPFM for this region; furthermore, a mathematical relationship between the water sensitivity index and days after rice planting was established. These results have important theoretical and practical implications for guidelines regarding rice irrigation in Jilin Province.     

不同基因型水稻氮素的吸收和利用效率研究综述

综述了水稻氮素的吸收量和利用效率及其与产量、产量构成、株高、叶面积指数等农艺性状的关系,指出水稻氮素的吸收量和氮素的籽粒生产效率,在不同籼粳亚种间和相同亚种的不同品种间均存在显著的基因型差异,并与籽粒产量呈显著正相关,这为超级稻实现高产量和氮素高效利用的目标提供了理论依据。还讨论了根系吸收氮素的能力,土壤氮素的供应能力和栽培环境条件对水稻氮素吸收效率的影响,以及增强水稻氮素吸收能力和高利用效率的育种学途径。     

北方旱作水稻研究现状及发展前景

阐述了我国北方旱稻研究现状,分析了旱作条件下水稻生物学性状、生理生化变化规律及旱作水稻产量及其构成因素与其它性状、品质与其它性状的相关关系,指出产量的提高与品质的改良并不存在矛盾,育种工作者完全可以培育出集高产、优质于一身的旱稻品种。评价了旱作水稻各抗旱性鉴定指标,指出综合抗旱力指数K值法作为一种鉴定水稻品种的综合抗旱能力研究方法较为客观、准确,且易于掌握利用。并从旱作水稻研究现状、生产实际出发,结合我国北方气候特点、水资源情况,分析了我国北方发展旱稻的可行性及其广阔的发展前景。     

北方旱作水稻研究现状及发展前景

阐述了我国北方旱稻研究现状,分析了旱作条件下水稻生物学性状、生理生化变化规律及旱作水稻产量及其构成因素与其它性状、品质与其它性状的相关关系,指出产量的提高与品质的改良并不存在矛盾,育种工作者完全可以培育出集高产、优质于一身的旱稻品种。评价了旱作水稻各抗旱性鉴定指标,指出综合抗旱力指数K值法作为一种鉴定水稻品种的综合抗旱能力研究方法较为客观、准确,且易于掌握利用。并从旱作水稻研究现状、生产实际出发,结合我国北方气候特点、水资源情况,分析了我国北方发展旱稻的可行性及其广阔的发展前景。     

Characterisation of spatial patterns of regional paddy rice with time series remotely sensed data

Remote sensing has facilitated the identification of acreage and spatial distribution of field crops with obvious seasonal dynamics. The primary objective of this study is to identify the spatial patterns of double-season early rice, single-season middle rice and double-season late rice of Hunan Province and Yuanjiang City, China, in 2010, using two kinds of time series remotely sensed imagery: 8-day composite MODIS surface reflectance product data (MOD09A1) and HJ-1A/B satellite images with a 4-day revisit period. The available MODIS and HJ-1 CCD images of transplanting and heading stages were first assured in accordance with the schedules of local traditional paddy fields tillage. Based on the MOD09A1 data product, time series normalised difference vegetation index (NDVI) images were calculated and smoothed to remove the noise and the atmospheric effects. Second, the spatial distribution and planting acreage of three types of rice of Hunan Province were derived from combining the enhanced vegetation index and land surface water index according to the water background and variation characteristics of NDVI values at transplanting and heading stages. Conversely, a two-test procedure was used to finish the identification of paddy rice in Yuanjiang City using time series HJ-CCD imagery. The first test was to derive the potential rice pixels using the NDVI image (?NDVI) between heading and transplanting stages, and the second test was to remove the non-rice pixels using maximum likelihood supervised classification. The experimental results showed that three types of rice were mainly distributed along the Dongting Lake Basin in Hunan Province and the relative errors were ?10.99, 1.46 and ?5.87 %, respectively, while they were primarily planted in the northern plains of Dongting Lake in Yuanjiang City, where the relative errors were 12.1, 16.7 and 0.8 %, respectively. We conclude that transplanting and heading stages are the best phenological combinations for identifying paddy rice through remote sensing time series analysis, and this study can provide a basis for evaluating paddy rice yield on a large scale .     

不同品种间作条件下的氮硅营养对水稻稻瘟病发生的影响

通过田间试验,研究了水稻黄壳糯在间作条件下氮硅营养对稻瘟病发生的影响。 在常规施氮条件下（225 kg/hm2N）,与单作相比,间作提高水稻地上部生物量约15.8%,籽粒产量提高20.8%;降低植株茎、叶氮含量35.5%和14.1%,茎、叶硅含量降低13.9%和8.8%;对叶瘟和穗瘟防效为10.0%和27.7%。增加氮肥施用量（450 kg/hm2N）,植株中氮含量显著提高,叶瘟和穗瘟病情指数明显上升。茎叶氮含量与叶瘟和穗瘟发生呈显著正相关,相关系数为0.820**～0.968**。施硅能促进水稻对硅的吸收,降低穗瘟发病的严重程度,茎中硅含量与穗瘟的病情指数呈显著负相关,相关系数为-0.969**～0772*。间作水稻植株中氮含量降低是生物多样性控制稻瘟病发病的原因之一。