应用归一化植被指数的玉米产量预测研究

为有效利用归一化植被指数(NDVI)对玉米产量进行预测,以黑龙江省肇东市为研究区域,利用玉米抽穗期HJ1B遥感数据,结合野外实测数据,进行玉米单产遥感预测研究。通过辐射定标、大气校正、几何精校正等预处理,反演试验区域的实际光谱反射率,从而计算试验区域内玉米的归一化植被指数(NDVI)实际数值,进而与野外实测产量数据进行模型拟合。结果表明:肇东玉米抽穗期NDVI与产量之间二次多项式模型相关性最佳,对比实测数据准确率可达86%,并利用研究结果对肇东2011年玉米产量进行了预测,与实测结果比较后形成玉米单产遥感预测专题图,因此,确定归一化植被指数与玉米产量具有一定的相关性。     

基于植被指数对望奎县粮食作物产量预测方法的研究

以望奎县为研究区,利用TM影像确定望奎县土地利用现状,根据当年农作物生长季节内累积植被指数的平均值之和与农作物产量存在的关系,建立了最大植被指数遥感估产模型。并使用2007～2010年的MODIS遥感资料和该估产模型,对2007～2010年的望奎县粮食总产进行了估测,其中,前2个年度的估产误差都接近3%。此方法在大范围粮食总产预测中值得借鉴。     

基于MODIS NDVI数据的辽宁省春玉米物候期提取研究

遥感提取玉米物候信息可以提高田间精细化管理水平,对监测玉米季节性变化、确保粮食安全等具有重要意义。以辽宁省为研究区,基于2007,2008,2009年的MODIS植被指数(NDVI)数据,利用非对称高斯(AG)、Savitzky-Golay滤波(S-G)和双逻辑斯蒂克调合函数(DL)三种拟合方法重构春玉米NDVI时序曲线,并使用4次拟合平滑方法处理重构后的时序曲线。在此基础上,提出以动态振幅阈值法取代动态阈值法,并采用动态振幅阈值法、拐点法和最大值法提取春玉米关键物候期(出苗期、拔节期、抽雄期、成熟期),最后使用辽宁省12个农业气象站的地面物候观测数据对提取结果加以检验。结果表明:基于AG模型的重构NDVI时序曲线保真能力最强,其重构曲线与原曲线各年平均的均方根误差(RMSE)分别为0.035,0.050和0.041;基于S-G滤波方法的重构NDVI时序曲线平滑能力最强,其各年平均的拟合值(R2)分别为0.99,0.993和0.993;就春玉米拔节期、抽雄期、成熟期的提取而言,基于AG时序曲线的提取结果优于其他2种方法的提取结果,其3年提取结果与实际观测值的平均绝对误差(MAE)均小于5d,均方根误差(RMSE)均小于4d;而对春玉米出苗期而言,基于S-G时序曲线的提取结果明显优于其他两种方法的提取结果 ,其各年出苗期RMSE分别为4.1d、4.0d和2.9d;动态振幅阈值法优于前人所用的动态阈值法,能够有效地纠正异常低值点,使提取结果更接近真实日期。研究结果可为利用遥感资料提取春玉米物候期提供参考。     

基于植被指数、叶绿素荧光和碳通量的华北山地人工林物候对比研究

  目的  物候指植被生长发育的节律性变化,是对气候和环境变化长期适应的结果。本文通过研究植被指数（NDVI、EVI）和日光诱导叶绿素荧光（SIF）与总初级生产力（GPP）之间关系,探究各指数在研究区反映植被动态变化的能力,为深入了解人工林对气候变化的响应提供参考。  方法  利用Timesat 3.3软件对2007—2011年MODIS NDVI、EVI、GOME-2 SIF、通量塔GPP数据分别进行滤波。采用双逻辑斯蒂方程对4种指数时间序列进行拟合并根据曲线最大变化速率提取生长季开始期（SOS）和生长季结束期（EOS）。利用相关性分析、均方根误差分析研究NDVI、EVI、SIF反映植被动态特征的能力。  结果  （1）2007—2011年MODIS NDVI、EVI、GOME-2 SIF、通量塔GPP这4种时间序列曲线变化特征基本一致,NDVI、EVI、SIF月均值均与GPP月均值呈现显著正相关关系。（2）GPP月均值与NDVI、EVI之间决定系数R2在春季、秋季均大于SIF。然而,在夏季GPP月均值与NDVI呈现显著相关性,与EVI和SIF并无明显线性关系。（3）NDVI、EVI、SIF与GPP提取物候参数的均方根误差结果显示:利用EVI提取物候参数结果与GPP最为接近,其次为NDVI,最后为SIF。  结论  在本研究区内,MODIS NDVI、EVI能够更好地反映植被动态变化特征。由于NDVI、EVI数据是依据植被冠层结构光谱特性和叶片反射率提取的物候信息,因此会导致植被指数（NDVI、EVI）提取物候期比GPP提取物候开始期提前和物候结束期滞后。利用SIF数据提取物候参数SOS和EOS均提前于GPP数据提取物候参数S0S和EOS。SIF数据由于像元覆盖面积与通量塔GPP数据不完全吻合影响了GPP与SIF之间的相关关系。      

南丰柑桔物候与气象关系分析及物候期预测

利用南丰县气象局1981～2011年柑桔物候观测资料和气象资料进行统计分析,发现南丰县年平均气温随着全球气候变暖而升高。柑桔芽开放和开花均在逐年提早,柑桔芽开放年际差异最大,开花次之,可采成熟最小。立春至柑桔芽开放、柑桔芽开放至开花,其间隔天数均与≥0℃积温极显著正相关,与平均最高、最低气温极显著负相关。仅立春至柑桔芽开放间隔天数与降水量呈极显著正相关。柑桔开花至可采成熟间隔天数与≥0℃积温极显著正相关,与平均最高、最低气温、降水量、日照时数等均不相关或相关不显著。立春至柑桔可采成熟间隔天数与≥0℃积温、平均最高、最低气温、降水量、日照时数等均不相关。柑桔芽开放、开花分别与2月中、下旬和3月份平均气温、平均最高、最低气温极显著负相关。文章最后提出了积温推算和回归分析两种预测柑桔物候期的方法。     

基于BP神经网络的玉米区试产量预测研究

以国家农业科学数据中心数据库中的数据为样本数据依据,用BP神经网络建立预测玉米区域测试产量模型,并用现有数据进行检测,证明运用BP神经网络模型预测玉米区试产量是可行的。     

基于正交试验的玉米最优产量渗灌技术组合分析

【目的】研究不同作物渗灌土壤水分状况与产量效应,为渗灌推广应用提供技术参考。【方法】基于正交试验设计,以渗灌玉米产量为敏感性分析指标,研究渗灌灌溉下播种深度、渗灌埋深、灌水频次和灌水定额对玉米产量影响的敏感性,观测不同处理下土壤水分状况。【结果】渗灌与膜下滴灌土壤水分分布有所不同。渗灌耕作层土壤含水率低,中下层土壤含水率渐增;膜下滴灌耕作层土壤含水率较高,中层土壤有所下降,下层含水率增高。4 200 m³/hm²渗灌定额玉米产量达9 905.56 kg/hm²。渗灌玉米平均产量9 485.10 kg/hm²,比膜下滴灌高出12.7%。【结论】对渗灌玉米产量影响最为显著的是播种深度,其次为灌水频次、渗灌埋深,影响最小的是灌水定额。播种深度20 cm,渗灌埋深30 cm,灌水定额600 m³/hm²,灌水频次7次为渗灌玉米高产最优参数组合。     

不同栽植期对玉竹物候期及产量的影响

本实验以吉竹一号为试验材料,研究不同栽植期对玉竹物候期及产量的影响。结果表明:不同栽植期对玉竹出苗期、展叶期及枯萎期影响较大;9月6日~9月21日内栽植对玉竹成活、现蕾、开花、结果最有利,增产效果最好、产量最高。     

在不同环境条件下用玉米生长模型预测优质蛋白玉米品种的物候期

传统农业研究方法的研究结果通常具有地域性，周期长，且投入大，解决这一问题较为理想的方法是利用作物的生长模型预测作物生长发育的过程。一个品种×施氮量的双因素试验在云南省农科院试验站(北纬25°，东经109°，海拔1900m)进行，试验有5个施氮水平分别是100，145，185(N3)，230，和270kg／ha；3个参试种分别为Across8763、PozaRica8763和普通玉米墨白1号。为了用CERES玉米生长模型预测栽培管理措施对不同品种生长发育的影响，在泰国北部清迈大学农学院的多熟种植中心(北纬18°47′，东经99°57′，海拔300m)进行品种×播种期的双因素试验，试验目的是确定品种的遗传参数。参试种为Across8763(QPM),PozaRica8763(QPM)和Suwan1，3个播种期分别是1994年12月20日、1995年1月5日和1995年1月20日。采用模型中遗传参数计算器(GENCAL)计算出这3个品种的遗传参数；在本研究中采用泰国获得的玉米品种的遗传参数对云南试验中两个品种的生长发育过程进行预测，结果表明CERES玉米模型可以较准确地预测不同种生长发育。     

龙须草物候期的研究

对龙须草物候期研究表明,鄂西南山地龙须草完成生育期１５６天,≥５℃有效积温１,５６５．０８℃,最适相对湿度８５％,需降水量７９２ｍｍ,营养生长期３～４月,生殖生长期５～６月,种子成熟６～７月。     

基于GA-RBF融合算法的玉米病虫害产量损失预测研究

鉴于玉米病虫害等影响因素在预测玉米产量损失时所具有的复杂及非线性等特点,采用传统的径向基函数(radial basis function,简称RBF)神经网络预测起来相对较难,且其预测精度较低。针对上述问题,提出1种基于遗传算法(genetic algorithm,简称GA)和径向基函数神经网络相融合的优化算法,对病虫害所造成的玉米产量损失进行预测。该融合算法利用人工神经网络的非线性拟合能力强和遗传算法寻优能力强的优点,建立最优产量损失预测模型,将该模型的估算值与玉米产量的实际值进行拟合,得到较好的拟合效果图。为了验证算法的可行性,以国家863计划示范基地榆树市弓棚镇13号村的试验数据为样本数据进行仿真预测。结果表明,经过GA-RBF融合算法的预测误差为0.207,较优化前误差降低了0.151,预测精度得到提高,实现对玉米病虫害产量损失的有效预测。预测结果可为农民进行科学有效的病虫害防控提供科学依据,经济有效地降低受灾程度,提高玉米产量。     

基于光温模型的吉林省马铃薯物候期预测效果比较

马铃薯是我国继小麦、玉米、水稻后的第四大主粮作物,准确模拟马铃薯生育期是预测产量的关键步骤.使用被广泛应用于预测作物生育期的3种温度响应函数(正弦指数函数、WE温度响应函数、Beta函数)和2种日长响应函数(负指数函数、DSSAT-SUBSTOR日长响应函数)组合形成6种光温模型(SN、WN、BN、SD、WD、BD).模型引入各生育期最大日发育速率、临界日长、感光系数和感温系数来描述马铃薯发育过程,使用最大似然法(GLUE)来估计各个光温模型的参数,模型经参数调节后用于预测吉林省马铃薯生育期,旨在对比不同光温模型对吉林省不同马铃薯品种的预测效果,并找到研究区域表现最优的光温模型.结果表明,6种光温模型均能很好地预测马铃薯生育期,且马铃薯不同生育阶段表现最好的光温模型不同,在研究区域,BN模型对马铃薯早熟品种费乌瑞它生育期的综合预测效果最好;SN模型对马铃薯中晚熟品种延薯4号生育期的综合预测效果最好.     

用物候短期预测金银花主要病虫发生期的研究

2008～2010年,在广西忻城县金银花种植区内通过实地调查发现,为害金银花的胡萝卜微管蚜、蓟马、露尾甲、白粉病发生期分别与当地所种的毛桃树相关物候出现期吻合,以毛桃树为指示植物分别预测以上＂三虫一病＂的发生期,方法简单易行,准确性高,可作为当地田间适期防治金银花＂三虫一病＂的依据。     

物候模型预测稻纵卷叶螟发生期的应用研究

针对当前水稻纵卷叶螟发生期预报人为因素影响大、时效性差等缺点,应用物候模型、公共气象信息及网络数据库,结合稻纵卷叶螟的生物学参数组建了稻纵卷叶螟的发生期自动模拟预报系统,经江苏通州2003～2012年的稻纵卷叶螟系统调查数据验证比较,结果表明该系统可自动模拟预报稻纵卷叶螟的发生期,且准确率高,时效性强。模型计算方法以正弦法水平截取的精度最高,在稻纵卷叶螟1个世代时间段内,平均误差仅0.56d,优于用日平均温度计算的有效积温法(平均误差为2.35d)。本预报系统可在生产上推广应用,取代目前生产上常用的历期法、期距法等发生期预报方法。     

基于产量潜力预测的我国玉米单产分析

为给我国玉米高产品种改良和栽培提供参考,从光能利用率潜力、历年产量演变趋势外推潜力、AEZ(农业生态区划)模型3个方面分析了我国玉米的产量潜力和玉米单产不同时期最高增产幅度.结果表明,我国不同时期玉米单产的最高年增幅为1985年以前10％、1988年以前9％、1994年以前8％、1999年以前7％和2004年以前6％....     

基于EVI-RBF的玉米长势监测及产量预测

近年来,农作物长势监测和产量预测研究大多是通过建立复杂的生长模型来实现的,而这往往不具有较强的推广性。本研究建立了一种基于植被指数和产量统计数据的玉米长势监测及产量预测方法。以玉米为研究对象,利用MODIS09A1数据建立其2000-2018年的增强型植被指数(EVI)时间序列,并将该序列作为径向基(RBF)神经网络的输入参数,下一阶段的EVI值或玉米产量作为网络的输出参数,完成玉米的长势监测及产量预测。该方法被成功应用到黑龙江省哈尔滨市宾县的玉米研究中,对玉米EVI值的预测精度达到了90.0%以上,产量预测相较于传统的线性回归模型也有明显提高,预测精度达到了98.6%。依赖植被指数和产量统计数据的长势监测及产量预测方法有较大的应用推广前景。     

用物候短期预测金银花主要病虫发生期的研究

2008～2010年,在广西忻城县金银花种植区内通过实地调查,发现为害金银花的胡萝卜微管蚜、花蓟马、棉露尾甲、白粉病发生期分别与当地所种的毛桃树相关物候出现期吻合,以毛桃树为指示植物分别预测以上“三虫一病”的发生期,方法简单易行,准确性高,可作为当地田间适期防治金银花“三虫一病”的依据。     

基于高光谱植被指数的冬小麦产量监测

为了研究利用不同生育时期的植被指数监测冬小麦产量,以2 a不同肥料处理的冬小麦为研究对象,分析不同生育时期植被指数与冬小麦产量的关系,构建冬小麦产量的光谱植被指数监测模型。结果表明,植被指数能有效监测冬小麦产量,其中,孕穗期和抽穗期植被指数的监测效果较好,孕穗期的校正均方根误差(RMSEC)和决定系数(R_C~2)分别为1 131.42和0.78,抽穗期的RMSEC和R_C~2分别为1 015.59和0.77,拔节期的监测效果次之,灌浆期和成熟期的监测效果较差;但从作物生产角度考虑,拔节期监测冬小麦产量具有更重要的现实意义。研究表明,利用拔节期植被指数能够实现冬小麦产量的早期估测。     

木通属种质资源物候期、产量和品质差异分析

【目的】对木通属植物进行物候期调查及表型多样性分析,为更加高效利用木通属植物种质提供理论依据。【方法】以21份木通属植物种质为材料,对不同种质的物候期进行田间观测与记录,对其质量性状、产量性状及果肉品质、果皮品质及籽油品质的变异特点和多样性进行分析,通过R型和Q型聚类对指标和种质进行分析。【结果】与白木通和木通种质的物候期相比,三叶木通种质的总体生育期长,成熟期较晚,幼果褪色情况也不同。6个质量性状的香农多样性指数为0.70~3.29,仅果色与果形的香农多样性指数较高,14个产量性状的CV为8.55%~45.31%,香农多样性指数在2.45~2.91;果肉品质中,仅含水率CV小于10.00%,大多数指标的香农多样性指数在2.40以上;果皮品质指标的CV为13.01%~160.55%,香农多样性指数为1.72~2.79;籽油品质指标中棕榈酸与皂化值的CV与香农多样性指数均较小,其余指标的CV为12.33%~119.20%,香农多样性指数为2.18~2.89。R型聚类将35个性状指标降为18个性状指标,基于这18个性状指标进行Q型聚类分析,得到四大类群,其中Ⅰ类群均为白木通种质（除B1外）,综合表现较好,其主要特征是单果质量较大（177.53 g）,种子含油率高（43.67%）,果肉中总糖含量高（213.29 mg/g）,果肉口感也较为软糯（支直比为1.52）,果皮中a-常春藤皂苷（2.30%）、木通苯乙醇苷B（0.35%）和果胶含量（9.53%）均较高。【结论】21份木通属植物表型变异大,多样性丰富,可满足不同产品加工需求,其中Ⅰ类群综合表现较优,可作为良好的育种材料。