WOFOST模型同化时序HJ CCD数据反演叶面积指数

为增强作物叶面积指数遥感反演的机理性并提高反演精度,在深入分析作物长势模型WOFOST机理的基础上,采用最小二乘法作为同化算法,以生长季内获取的时序HJCCD遥感数据作为外部数据源,反演冬小麦叶面积指数进行长势监测和估产应用。以河北省玉田县为试验区,以三要素法和实测LAI作为基准,模型模拟产量和LAI作为反演精度的度量指标,成熟期LAI估算误差由模型同化前的14.95%降至同化后的9.97%,产量误差由同化前的18.17%降为同化后的15.89%。叶面积指数的同化结果与实测数据具有较好的拟合度,表明该方法的具有一定可行性,为作物生长模型区域化应用提供了参考。     

基于改进多元纹理信息模型和GF-1影像的县域冬小麦面积提取

作物面积监测具有较强的时效性,应用不断发展的遥感技术能够及时可靠地监测主要作物的种植面积。该文围绕国产高分一号卫星(GF-1)农业应用关键技术,研究县域尺度农作物种植面积快速准确提取的方法。在考虑多光谱遥感影像空间相关性的基础上,利用矩阵分解和距离空间转换等数学工具设计一种改进多元纹理信息(modified multivariate texture,MMT)提取模型,实现基于GF-1遥感影像的改进多元纹理信息提取、纹理与光谱信息融合以及基于融合影像分类的县域尺度冬小麦识别和面积提取。选用冬小麦出苗和越冬2期GF-1宽视场影像,结合地面实测数据和最佳识别时相遥感参考数据,对比分析基于光谱信息、单变量纹理与光谱融合信息、改进多元纹理与光谱融合信息的3种冬小麦识别和面积量算结果,实现对改进多元纹理信息效果以及小区域和较大区域上冬小麦面积提取的精度验证。试验结果表明:1)与基于其他2种传统分类特征信息的结果相比,改进多元纹理信息的加入能够显著提高冬小麦识别精度(出苗期提高4.12%和2.36%,越冬期提高2.59%和0.94%);2)在不考虑影像质量、生育期和地面样方测量精度等客观因素的影响下,基于该文方法的小区域内冬小麦面积提取精度普遍优于90%;3)在冬小麦长势稳定的时相(越冬期),基于该文方法的较大区域冬小麦面积量算结果能够达到接近最佳识别时相(孕穗期)的面积提取精度,二者的一致性程度超过97%。因而,利用GF-1宽视场影像能够有效提取县域尺度冬小麦种植面积,可为农作物监测业务运行提供遥感数据保障。     

IHS变换与低通滤波相结合的遥感图像增强模型

利用遥感图像分类提取作物面积时,由于作物长势的差异,同种作物往往表现出不尽相同的图像光谱特征,在大片连续或近似连续图斑中出现光谱突变,类似于图像噪声。这种微小的差异使得图像分类时同种作物容易被误判为其他地物,增大了分类后处理的难度,降低了分类精度。作者研究的SMM模型首先对原始多光谱图像做IHS变换,将原始图像分离成I(亮度)、H(色度)和S(饱和度),然后对色度H和饱和度S进行卷积滤波运算,得到H′和S′,再将I、H′和S′做IHS逆变换,得到新图像。SMM模型旨在通过图像平滑解决目前图像非监督分类方法上存在的不足,但又在图像平滑的同时保留了原始图像的空间分辨率。通过分类试验验证,使用SMM模型进行图像增强,可以提高图像分类的精度。     

基于SPOT遥感数据的甘蔗叶面积指数反演和产量估算

利用SPOT遥感数据进行甘蔗叶面积指数LAI反演,建立最佳NDVI-LAI反演模型,同时结合不同生育期甘蔗叶面积指数的时序变化规律,建立各生育期甘蔗叶面积指数LAI与产量的相关关系,得到甘蔗叶面积指数LAI 产量最佳估产模型.在验证甘蔗叶面积指数LAI的基础上,利用遥感反演的甘蔗叶面积指数LAI进行甘蔗单产估算.结果表明:甘蔗叶面积指数LAI与NDVI之间存在显著的正相关关系,全生育期二者的相关性最高,以二次函数模型拟合效果最佳,决定系数R2为0.8429.将遥感数据反演得到的平均叶面积指数LAI数据代入甘蔗叶面积LAI-产量模型得到全县平均单产,与统计数据相比,相对误差仅为2.6％.说明该模型具有较好的估产效果,可以为甘蔗区域估产提供重要参考.     

高标准农田建设标准调查

【目的】为建立健全高标准农田建设标准体系,完善我国高标准农田建设标准。【方法】对我国建设标准较高的高标准农田区上海市崇明县、江苏省东台市开展调查。调查采取当面座谈咨询技术人员及农户、实地考察和发放调查问卷3种方式进行。【结果】两个区域高标准农田建设标准主要是依据地方制定的标准,大部分指标均高出国家标准,但是也存在诸多问题,在指标中尚存在诸如标准量化不够、标准设置欠妥、配套设施标准体现不足等。【结论】建议融合现有标准,明确标准定位;注重生态效益,增加考核范围;找准编制思路,创新标准内容;科学设计指标,因地制宜测算;融合现代科技,强化建管并重。     

农业遥感学科群发展及展望

【目的】农业遥感是科学的重要分支,既具有很强的交叉学科特征,又聚焦非常明确的行业应用场景,文章从“科技创新—行业应用”结合的角度,回顾农业遥感学科群建设的阶段历程,提出农业遥感学科群发展建议。【方法】采用文献综述法、内容分析法、对比论证法等方法,对农业遥感学科群建设阶段进行回顾,对农业遥感学科群建设现状进行介绍,对农业遥感学科群发展提出建议。【结果】我国农业遥感工作始于20世纪80年代初,以成立国家遥感中心、组建农业部农业遥感学科群等为标志,经历了引进学习、技术攻关、理论技术应用协同发展等3个阶段。“十四五”期间,农业遥感学科群围绕高分遥感机理、土地监测监管、农业灾害监测预警开展“一基两翼”重点科技攻关,以科技支撑农业强国建设。【结论】面向未来农业遥感国际学科前沿与国家重大需求,农业遥感学科群还需扩充土壤遥感、作物表型遥感等专业实验室,建设区域实验室与科学观测实验站,推进政产学研一体化,深化国内外交流与合作,高质量推动全国农业遥感创新应用体系建设。     

NOAA与TM图像配准方法的研究

详细论述了ＮＯＡＡ图像ＧＫ、ＵＴＭ投影及与ＴＭ图像配准的方法,通过ＮＯＡＡ图像与ＴＭ的复合,充分发挥了ＮＯＡＡ监测面积大、实效快及ＴＭ分辨率高等各自的优势,取得了良好效果。     

基于农地确权数据的流转土地价格与农村人口的空间关系——以观音滩镇为例

为给农地确权数据成果拓展应用和流转土地空间信息数字化精细管理提供支撑,以湖南省观音滩镇为例,基于农地确权数据和土地流转数据,首先从经济学角度,利用土地基尼系数研究土地流转面积及空间分布的合理性;然后依据地租理论和人地关系理论,从空间角度研究流转土地价格及其相关人口的关系,利用空间自相关分析法研究外出打工人数、流转土地价格与流转地块空间位置的关系。结果表明:到2015年,观音滩镇仅有9.03%的承包地流转,流转土地呈现东部扩张,向北部延伸,西部零星分布的势态;流转土地面积及其空间结构基尼系数分别为0.557和0.555,表明流转土地面积和空间结构不合理,需要人为进行管理把控;3.89%的农户为流转土地农户,其中外出打工人口年龄主要在19～40岁;土地流转之后,外出打工人口数量在全镇空间上正相关关系不显著,而在北部呈现"高-高"集聚,中东部"低-低"集聚;土地流转价格在全镇空间上有正相关关系,土地流转价格的局部空间集聚性在流转土地外出打工人数多少和不同的土地流转时间有所体现。研究发现农地确权成果数据可支撑土地流转信息化管理,流转价格是级差地租的体现,流转土地不同年龄段人口的劳动力分配也是人地关系的相互作用与协调的结果。本研究可为发展农村适度规模经营、优化农地资源配置、提高劳动力利用率和实现农地精细管理提供参考依据。     

利用HJ-1-A/B CCD2数据反演冬小麦叶面积指数

叶面积指数是十分重要的作物生理生态参数,为提高利用国产环境减灾小卫星CCD数据反演冬小麦叶面积指数的精度,该文以5种常用的植被指数(归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI),增强植被指数(enhanced vegetation index,EVI),双波段增强植被指数(2-bands enhanced vegetation index,EVI2),比值植被指数(ratiovegetation index,RVI),土壤调节植被指数(soil-adjusted vegetation index,SAVI)为基础,结合3种常用的回归模型,按生长阶段比较分析了不同植被指数和回归模型反演叶面积指数的精度。结果表明,除生殖生长阶段外,叶面积指数和5种植被指数之间均有较强的相关关系;指数模型和一元线性模型分别为全生育期和营养生长阶段的最佳拟合模型;EVI在全生育期拟合时的表现好于其他4个指数(R2=0.9348),SAVI则是营养生长阶段表现最佳的指数(R2=0.9404)。该研究为进一步利用植被指数反演叶面积指数提供了参考。