基于时序MODIS-EVI数据的冬小麦种植信息提取

【研究目的】准确获取作物种植空间分布和面积信息是进行粮食估产的重要前提条件,也是调整种植结构的重要数据基础。【方法】笔者以河北省2004--2005年整个作物生育期内35个时相的合成地表反射率数据为数据源,生成时间序列MODIS-EVI数据集,在利用Savitzky-Golay滤波重构时序MODIS-EVI数据的基础上,分析作物EVI时间曲线,结合作物种植结构和物候历,构建分类模型,提取2004年主要种植作物的种植空间分布及面积信息。【结果】Savitzky-Golay滤波能够有效地消除云和缺失数据的影响,同时基本上保持原有曲线的基本形状,较为真实地恢复植被指数曲线。与统计数据相比,各市分类精度相差较大,其中邯郸的分类精度最低（85.9%）,沧州精度最高,达到99%。按全省计算,整体精度为95.7%。2004年,河北省冬小麦呈明显的地带性,主要分布在邯郸东南部、邢台和石家庄中部以及保定东部。【结论】利用时间序列MODIS-NDVI数据提取大区域作物种植空间分布信息是可行的。     

气候变化对黑龙江紫丁香物候期的影响

利用黑龙江省气象观测网10个站点紫丁香的物候观测数据和气象观测数据，通过统计物候期的平均分布，分析了过去近30 a的各物候期的变化趋势及气象因子对物候期的影响，为科学评估气候变化对生态系统的影响和生态旅游规划等科学问题提供理论依据。研究得出：春季紫丁香物候期年际间变化较大，芽膨大期、芽开放期、展叶期和花序出现日期最早和最晚相差18～25 d不等，2010年以后有逐年提前趋势；开花期持续时间平均14 d，最短9 d，最长18 d；秋季物候期落叶始期、末期最早、最晚分别相差15、12 d，有的年份波动较大；落叶期长度平均16 d；春季的物候期主要与前一年10、12月和当年的2—4月的气候因子有关，其中与3—4月的气温呈显著负相关，此时段的气温变化决定着物候期的提前与推后，而各时段降水和日照的影响相对较小；落叶期与气温和降水以正相关为主，与日照则相反。研究结果为研究区域气候变化的生态影响提供依据。     

辽宁省水田MODIS植被指数序列构建

为了重构MODIS-NDVI数据,使得MODIS-NDVI资料得到有效延长为植被与气候变化关系研究提供最有效的基础数据,利用2005—2009年5月—9月的MODIS-NDVI和AVHRR-NDVI资料,通过对NDVI时序的预处理,采取分区评价的方法研究二者之间的拟合关系,根据AVHRR-NDVI资料,重构1999—2009年MODIS-NDVI的长时间序列。结果表明：MODIS-NDVI与AVHRR-NDVI之间有显著的线性关系,相关系数为0.830~0.917,各区域拟合效果依次为辽中、辽北、辽南、辽东地区;长时间序列的植被指数对气候变化及气象灾害有明显的响应特征,2001年是继1999年和2000年连续大旱之后的又一个特大旱灾年,干旱造成了水田水分补给不及时,导致1999—2001年NDVI与其他年份相比普遍较低,2001年尤为严重。     

2000—2014年改则县植被变化及草原保护政策实施效果评价

为评价改则县草原保护政策实施效果,在3S技术支持下,利用2000—2014年MODIS-NDVI资料,结合研究区气象数据、禁牧数据对改则县植被覆盖时空分布进行分析。结果表明：（1）改则县植被覆盖总体较差,多年平均结果植被指数主要分布在0~0.2之间,最大合成结果植被指数主要在0.1~0.3之间,空间分布表现为南部植被覆盖优于北部。（2）改则县夏季植被覆盖最好,春季植被覆盖最差,北部为昆仑山脉植被覆盖季节变化不大。（3）2000—2014年间改则县植被覆盖总体呈稳定状态,呈稳定状态的区域面积占全县总面积的45.46%,呈改善趋势的区域占全县总面积的11.28%,呈退化趋势的区域占全县总的面积的8.69%,改善区域大于退化区域。（4）2008—2014年间改则县降水量及气温变化不利于植被改善,草原保护政策对该县植被改善起到了较好效果。     

环塔里木盆地非对称性增温变化及其对特色林果物候期的影响

为揭示气候变暖中增温的非对称性对植物物候产生的影响,基于塔里木盆地1980—2014年的气象及物候观测数据,分析了该地区主要特色林果物候期对非对称性增温变化的响应。结果表明:35年来,研究区年平均最高、最低气温在时间变化上呈非对称性增长,年平均最低气温变化倾向率为年平均最高气温的2倍,春季气温增幅明显高于其他季节。几种林果春季物候期普遍提前,秋季物候期相对推迟,年平均气温每升高0.1℃,生长季平均延长1.5天。春季物候期大部分与当月及前一个月的平均气温、最高、最低气温呈极显著负相关(P0.01),与前一个月的月均日较差呈极显著负相关(P0.01)。春季气温变化是影响林果物候期的关键因子,月平均最低气温的变化对林果物候期的影响高于月平均最高气温。     

气温对安徽省刺槐物候的影响

为了评估气温变化对安徽省木本植物的可能影响,根据安徽省宣城、合肥、滁州、凤阳、宿州5个台站1992—2008年的物候和气象资料,运用一元线性回归法和相关分析法分析安徽省近17年来刺槐的物候变化特征及其对气温变化的响应。结果表明,近17年来,安徽省的刺槐的春季物候期明显提前,秋季物候期明显推迟,从而导致整个生长季延长。温度对物候期变化的影响显著：前一年秋季（9—11月）在春季物候期受温度影响的关键时段气温升高,可导致春季物候期提前0.4~3.1 d/℃,平均提前1.5 d/℃;而在4—7月秋季物候受温度影响的关键时段平均气温升高,可导致秋季物候期推迟4.4~4.6 d/℃,平均推迟4.5 d/℃。     

基于时间序列MODIS NDVI的农作物物候信息提取

物候是植被长期适应环境的周期性变化而形成的生长发育规律,农作物物候研究对长势监测和产量评估以及气候变化都具有重要价值。针对现有研究的问题,改进物候信息遥感提取方法,并利用MODIS NDVI时间序列,提取伊洛河流域主要农业区的农作物物候信息。首先将8天间隔的NDVI时间序列进行Savitzky-Golay滤波去除噪音信息;再根据冬小麦和夏玉米的生物生理特性,利用与关键形态特征点的相对位置来界定物候期;最后提取多年关键物候期信息。监测结果与往年观测资料对比,研究结果客观可信。整体上物候期相对稳定,但当农作物受气候变化以及异常天气的影响,年际间会存在明显的差异。其中,出苗期相对变异最小,而冬小麦的抽穗期和夏玉米的抽雄期相对变异最大。研究发现10年间同一物候期相差最高达20天左右。结果证明了本文研究方法的可行性和有效性,及时掌握农作物物候信息对农业生产与管理,以及农业遥感的深入研究具有重要意义。     

民勤荒漠区36种植物物候期积温变化动因分析

中国西北荒漠区植物物候随气温变暖表现为提前趋势。那么,在物候提前的过程中,是物候日数变化敏感呢,还是物候持续期积温变化敏感呢？变动的主要原因是什么？为了回答这个问题,本文以中国西北荒漠区36种植物34年的物候观测资料,利用一次趋势线方程、相关系数及其T检验等方法进行了分析。结果表明,随着气温升高,物候持续日数有不同程度的增长趋势,物候持续期的积温变化较物候持续日数变化敏感。积温的增减在很大程度上是由物候持续日数增加或减少引起的,其次才是由于气温增高引起的,这一点是其他相关研究文献未曾报道过的。年平均气温对物候持续日数的影响＞物候开始当月平均气温＞物候开始上月平均气温＞物候持续期间平均气温和以及物候结束月平均气温。     

基于幼果期气象数据苹果产量早期预测研究——以运城市为例

本文通过对运城市2005—2018年气象数据和苹果年产量数据进行分析,构建运城市苹果产量早期预测模型。首先,采用HP滤波法将运城市苹果年产量分为趋势产量和气象产量。其次,分别对苹果物候期：发芽期、花期、幼果期、膨果期、成熟期建立多元线性回归模型,研究每个物候期对苹果气象产量影响的强弱。最后,选取对苹果气象产量影响最强的幼果期建立BP神经网络早期预测模型,并对其进行验证。结果表明：选取幼果期建立的BP神经网络苹果产量早期预测模型其预测结果相对平均误差为7.08%,使用2019年相关数据验证BP神经网络产量早期预测模型的精度为89.6%,表明该模型能够较为准确的预测苹果产量,可为农作物产量早期预测提供理论支持。     

近10年浙江植被物候的遥感监测及时空动态

为了全面认识浙江植被物候变化规律,进一步完善区域气候变化的植被响应机制,基于改进的Savitzky-Golay滤波算法重构了2001-2010年MODIS NDVI时间序列数据,利用分段多项式拟合和动态阈值法提取了浙江省近10年的植被重要物候期（生长季开始时间、结束时间和生长季长度）,分析植被物候期的年际变化趋势和空间分异特征。结果表明：（1）浙江省植被生长季为3月下旬-11月中旬,平均生长季长度为222天。近10年的生长季开始时间有提前趋势,但提前不显著,结束时间显著推迟,生长季有所延长,每10年延长约7天。（2）浙江植被的生长季开始时间从北往南逐渐推迟,生长季结束时间相对集中。浙江植被生长季延长的区域面积和生长季缩短的区域面积相当。（3）不同植被类型物候特征差异较大,分析针叶林和灌丛草地2类典型样区植被的物候变化发现,灌丛草地NDVI的年内和年际变幅均较针叶林的大,且针叶林的平均生长季长度比灌丛草地短约35天,针叶林生长季有延长的趋势,而灌丛草地生长季变化不明显。     

湖北省 1980—2012年霾气候变化特征的研究

为了研究湖北省1980—2012年霾气候变化特征的规律,采用＂14时相对湿度、能见度、天气现象结合＂方法筛选出湖北省内13个站点1980—2012年霾日,研究了湖北省区域内多年霾气候变化特征。结果表明：湖北省年均霾日数从1980—2012年整体呈现波动上升的趋势,但整个变化过程中存在多个峰值和谷值;大多数站点霾日数程增长趋势,其中年均霾日数在50天以下的站点增长趋势较为明显,年均霾日数空间分布具有较明显的不均匀性;湖北省区域内霾日数整体呈现秋冬多、春夏少的分布特点,其中12—1月霾日数最多,7—8月霾日数最少。地形对当地霾日数的多少有较大的影响作用,背风的山麓地区最易出现霾、山地霾日最少。研究认为,在分析较大区域内霾日数的平均变化的时候,不能单一地从多个站点的均值出发,而需要结合各类站点的不同情况探讨总体的变化及其原因。     

浮山夏闲期降水量对旱地小麦产量的影响及对策研究

为了研究浮山县7—9月夏闲期降水量对翌年冬小麦产量的影响,做出翌年小麦产量的趋势预报,提出相应措施和对策,指导小麦生产趋利避害。通过对山西省浮山县1980—2009年7—9月夏闲期降水量与翌年冬小麦产量的分析,利用SPSS软件,分离趋势产量和气象产量,建立小麦趋势产量回归方程;通过气象产量与夏闲期降水量的分析,建立两者的对数方程,最终建立小麦产量预报模型：Y=2.995T+68.102lnX-254.578。结果表明：浮山县1980—2009年7—9月夏闲期降水量与翌年冬小麦产量拟合率较高,预测精度最高为99%,平均预测精度为80%。通过研究得出：浮山县7—9月降水量与翌年冬小麦产量相关性显著,预测精度较高,但因未考虑到小麦生育期降水量的影响,故如遇较大范围严重自然灾害时,预测精度会大大降低。     

2001-2007年湖北省耕地安全演化分析

为了研究湖北省耕地资源安全状况,从耕地的数量、质量以及耕地生态3个方面构建了耕地安全演化评价体系,应用信息熵模型评价了湖北省2001-2007年耕地安全系统的演化状况。结果表明：湖北省的耕地系统从2001年的0.12088,变为2007年的-0.22354,其中耕地的数量、质量及生态分别从2001年的0.10358、-0.00286、0.02015变为2007年的-0.22273、-0.00078、-0.00002。说明湖北省耕地安全向着有序的方向发展,且有序度不断增强。但仍存在不稳定因素,主要为人均耕地减少、城市快速扩张、生态环境恶化等。因此,应加大耕地整理力度,提高城市土地集约度,同时运用经济、法律、政策手段提高耕地质量,改进耕地生态。     

湖北省水资源供需平衡及其承载力

以湖北省为研究区域,运用水资源负载指数和水资源供需平衡模型,采用数理统计方法,定量计算和分析了湖北省近年来的水资源供需平衡态势以及湖北省市域尺度的水资源开发潜力;在水土平衡分析、水资源供需状况评价与水资源开发潜力评价的基础上,从资源平衡关系入手,采用水资源承载指数等指标,对2000—2012年省域与市域2个层面的水资源平衡状况进行了定量研究。结果表明：湖北省人均水资源量居全国平均水平。湖北省属于水资源利用程度较高、开发利用条件较好、水资源开发潜力较大的省区。湖北省水资源承载力有限,随着未来人口的增加以及工农业的快速发展,在现有的水资源量基础上,水资源短缺将会成为湖北省中东部城市的发展瓶颈。     

湖北双季稻区免耕直播油菜生长及产量形成

长江流域双季稻区因茬口紧、土壤黏重,晚稻收获后大都未种植下茬作物而形成冬闲田。本研究以华双5号油菜品种为材料,在湖北双季稻区三试验点进行裂区试验,测定油菜各生育期在不同氮素及密度水平下的个体及群体指标,成熟期考察经济性状及产量构成,为双季稻区免耕直播油菜示范及管理提供依据。结果表明：(1)双季稻区免耕直播油菜全生育期尤其是苗期显著缩短,苗期生长量严重不足,蕾薹期至开花期油菜生长快,春发特性明显;(2)氮肥及种植密度水平对双季稻区免耕直播油菜生长及产量有着显著影响,增施氮肥可改善个体素质、增加产量,提高密度可提高群体素质、增加产量;(3)湖北各试点每公顷纯氮用量270 kg、种植密度为45万株及60万株处理的产量均接近或达到2 250 kg hm^–2,超湖北平均单产,说明油菜免耕直播栽培模式可在湖北双季稻区试验示范;(4)生产实践中,应重视氮肥与密度的双重调节,以肥促长、以密补迟,相互配合。     

基于主成分分析的湖北省洪涝灾害风险评估模型构建

湖北省历年由洪涝灾害造成农作物受损严重,对湖北省进行洪涝风险评估十分必要。本文提出了一种定量化风险评估的模型建立方法,通过多源数据（气象、社会经济、地理特征等数据）提取到15个指标,采取主成分分析法确定各因子对于洪涝灾害的影响权重,建立风险评估模型,并运用地理信息系统(GIS)分析技术得出洪涝灾害风险区划图。在现有评估指标体系的基础上,通过网络爬虫方式获取更能反映防减灾能力的灾害应急指标;采用主成分分析方法降低模型建立中的主观因素。结果表明：（1）通过模型得到降雨与地势为湖北省洪灾发生的最主要因素;（2）湖北省中东部地区多为高风险区,其中东部武汉、黄石等长江干流途经地区处于重风险区;西南部多为中风险区,西北部在全省为低风险区。综上,该模型可为湖北省开展综合减灾、调整区域可持续发展结构、进行准确农情监测提供科学支撑和决策依据,具有重要的科学和实践意义。     

温度植被干旱指数(TVDI)在农业干旱监测中的应用

准确及时地监测作物干旱情况可为应对作物受灾减产提供策略,进而降低经济损失。研究基于重建的归一化植被指数(NDVI)和地表温度(LST)数据构建旱地作物生育期内LST-NDVI特征空间,计算温度植被干旱指数(TVDI),结合研究区实地观测数据对TVDI指数进行定量验证。结果表明,构建的NDVI-T_s特征空间散点图符合三角形关系,与前人研究结果相符;旱地作物不同生育阶段TVDI与土壤湿度均呈负相关性,表明TVDI具备反映研究区土壤湿润条件的能力;2017年黑龙江旱地作物生育期内各时段均有干旱状况发生,其中西部地区干旱发生频率和范围整体大于东部地区;TVDI与土壤相对湿度干旱等级判对率一致性达到90%以上。综上所述,基于MODIS数据构建的TVDI指数可以反映黑龙江省旱地作物干旱情况,研究可为作物生育期多时段干旱监测的业务化运行及为黑龙江省制定抗旱减灾策略提供科学参考依据。     

海南省2007/2008年冬橡胶树寒害情况浅析

调查了海南省2007/2008年冬橡胶树寒害情况,从寒害的气候特点、生态类型区、品系（种）、树龄、地形、立地环境等方面对橡胶树寒害特征进行了分析,为海南的抗寒植胶、橡胶树新品种的应用积累了新的资料,并针对防寒抗灾提出建议。