DB1301-T 415-2022 冬小麥單產(chǎn)遙感預(yù)測技術(shù)規(guī)程

ICS65.020.01CCSICS65.020.01CCSB20石 家 莊 市 地 方 標(biāo) 準(zhǔn)DB1301/T415—2022冬小麥單產(chǎn)遙感預(yù)測技術(shù)規(guī)程Technicalregulationofpredictingperunitareayieldofwinterwheatbyremotesensing20222022032520220424石家莊市市場監(jiān)督管理局發(fā)布目 次前言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1基本要求 1數(shù)據(jù)要求 1軟硬件要求 2預(yù)測流程 2預(yù)測思路 2遙感影像預(yù)處理 2計算歸一化植被指數(shù) 2提取冬小麥種植分布 2計算累積有效積溫 2建立單產(chǎn)預(yù)測模型 3單產(chǎn)專題圖制作 3預(yù)測報告 3附錄A（規(guī)范性）冬小麥單產(chǎn)遙感預(yù)測技術(shù)流程 5參考文獻 7圖A.1冬小麥單產(chǎn)遙感預(yù)測技術(shù)流程圖 5圖A.2冬小麥單產(chǎn)遙感預(yù)測程序流程圖 6前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由石家莊市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局提出。本文件起草單位：河北省耕地質(zhì)量監(jiān)測保護中心、北京市農(nóng)林科學(xué)院信息技術(shù)研究中心。本文件主要起草人：顧曉鶴、蔡淑紅、董靜、龍慧靈、李旭光、潘瑜春、郜允兵、周艷兵、齊琨、王淼、劉曉麗、王玉秀、劉萌萌、王亞玲、宋小穎、單芳、孫淑敏。冬小麥單產(chǎn)遙感預(yù)測技術(shù)規(guī)程范圍種植分布提取、單產(chǎn)遙感預(yù)測模型建立、單產(chǎn)預(yù)測等工作流程。本文件適用于石家莊市轄8區(qū)13縣(市)的種植的冬小麥單產(chǎn)遙感預(yù)測。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T15968 遙感影像平面圖制作規(guī)范術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4基本要求4基本要求數(shù)據(jù)要求衛(wèi)星遙感影像多光譜衛(wèi)星影像衛(wèi)星影像具備藍光波段450nm～475nm、綠光波段495nm～570nm、紅光波段640nm～760nm、近紅外波段810nm～870nm，空間分辨率30m以內(nèi)，時相為每年的冬小麥起身期、拔節(jié)期和開花期。影像質(zhì)量影像農(nóng)用地塊上無云，傳感器條帶噪聲為0，影像噪點小于1%，波段無缺失，邊緣無畸變，空間位置準(zhǔn)確，幾何校正精度達到0.5個像元以內(nèi)，地物特征清晰?；A(chǔ)地理數(shù)據(jù)國家1:100000萬行政邊界數(shù)據(jù)，國家1:100000耕地分布數(shù)據(jù)。氣象數(shù)據(jù)自播期起至遙感成像日期之間的累積有效積溫。歷史單產(chǎn)樣本數(shù)據(jù)塊面積大于20范圍內(nèi)，且包括高產(chǎn)、中產(chǎn)、低產(chǎn)各種水平；每個縣樣本數(shù)量大于20軟硬件要求軟件要求：具備衛(wèi)星遙感影像處理的基礎(chǔ)功能，包括大氣校正、幾何糾正、影像解譯、波段運算、統(tǒng)計分析等功能，如ENVI、ERDAS、ArcGIS等。硬件要求：CPU2.9GHz以上，內(nèi)存8G以上，硬盤500G以上。5預(yù)測流程預(yù)測思路產(chǎn)遙感預(yù)測與制圖，預(yù)測技術(shù)流程應(yīng)符合附錄A的規(guī)定。遙感影像預(yù)處理5.2.1大氣校正根據(jù)傳感器參數(shù)對遙感影像進行輻射定標(biāo)和大氣校正，獲得影像所有波段的地表反射率數(shù)據(jù)。根據(jù)傳感器參數(shù)對遙感影像進行輻射定標(biāo)和大氣校正，獲得影像所有波段的地表反射率數(shù)據(jù)。幾何校正對影像進行幾何校正，校正后的衛(wèi)星影像平地、丘陵地的平面坐標(biāo)誤差不應(yīng)大于0.5個像元。裁剪拼接按照監(jiān)測區(qū)范圍、行政區(qū)劃圖對處理好的影像進行剪裁和拼接。計算歸一化植被指數(shù)為[-1,1]，得到????????空間分布圖，見公式（1）。＝?????????????????······································································(1)????????+????????式中：????????——近紅外波段地表反射率；????????——紅光波段地表反射率。提取冬小麥種植分布NDVI????????=0.05閾值，當(dāng)????????＞0.05時提取為冬小麥，當(dāng)????????≤0.05時識別為非小麥。計算累積有效積溫（GrowingDegree公式（2）。2????????=????????+?????????????··································································(2)2式中：??——（℃；??????——為一天中最高氣溫（℃；??????——為一天中最低氣溫（℃；——為冬小麥生長的基點氣溫，一般為0℃。??=1分別計算本年度和歷史參考年份的自播期起至遙感成像日期之間的累積有效積溫（CumulativegrowingDegreeDays，????????），見公式（3）。??=1式中：

=

????????······································································(3)n——為播期至遙感成像時間的天數(shù)。建立單產(chǎn)預(yù)測模型采用年際間的有效積溫差異來調(diào)整NDVI，消除年際間播期和遙感成像時間的差異。結(jié)合5.5得到的本年度和歷史年份的累積有效積溫，對本年度現(xiàn)勢????????圖進行調(diào)整計算，見公式（4）。??=?????????×(4)??????????式中：??????????——為采用有效積溫調(diào)整過的冬小麥地塊????????值；?????????——為歷史參考年份的冬小麥生長期內(nèi)的累積有效積溫；??????????——為本年度的冬小麥生長期內(nèi)的累積有效積溫；??????????——為從遙感影像上提取的本年度冬小麥地塊????????值。????????和歷史年份的同期????????麥單產(chǎn)遙感預(yù)測模型，見公式（5）。??=×?????????? (5)?????????式中：????????????——為本年度冬小麥地塊的單產(chǎn)，kg/hm2；???????????——為歷史參考年份的冬小麥地塊的單產(chǎn)，kg/hm2；?????????——為歷史參考年份從遙感影像上提取的冬小麥地塊的????????值。單產(chǎn)專題圖制作在遙感軟件中，將調(diào)整后的現(xiàn)勢????????、歷史????????、歷史單產(chǎn)數(shù)據(jù)代入公式（5），得到本年度單產(chǎn)預(yù)測結(jié)果，利用冬小麥種植分布圖裁剪出本年度冬小麥單產(chǎn)空間分布圖，并按照GB/T15968制圖。6預(yù)測報告冬小麥單產(chǎn)遙感預(yù)測結(jié)果經(jīng)過專家會商形成預(yù)測報告，報告應(yīng)包含如下內(nèi)容：——報告題目：XX縣（市、區(qū)）冬小麥單產(chǎn)遙感預(yù)測；——報告正文：包括具體使用數(shù)據(jù)、技術(shù)流程、具體步驟、預(yù)測結(jié)果和格局分析；——附表：XX縣（市、區(qū)）分鄉(xiāng)鎮(zhèn)冬小麥單產(chǎn)遙感預(yù)測統(tǒng)計結(jié)果；——附圖：XX縣（市、區(qū)）冬小麥單產(chǎn)遙感預(yù)測空間分布圖。附錄A（規(guī)范性）冬小麥單產(chǎn)遙感預(yù)測技術(shù)流程冬小麥單產(chǎn)遙感預(yù)測的技術(shù)流程本年度現(xiàn)勢衛(wèi)星影像本年度與歷史年份氣象本年度現(xiàn)勢衛(wèi)星影像本年度與歷史年份氣象數(shù)據(jù)計算NVDI統(tǒng)計有效積溫冬小麥空間分布計算累積有效積溫歷史單產(chǎn)數(shù)據(jù)調(diào)查NVDI歷史NVDI冬小麥單產(chǎn)遙感預(yù)測模型本年度冬小麥單產(chǎn)空間分布圖歷史同期衛(wèi)星影像歷史同期衛(wèi)星影像圖A.1冬小麥單產(chǎn)遙感預(yù)測技術(shù)流程圖圖A.1冬小麥單產(chǎn)遙感預(yù)測技術(shù)流程圖A.2冬小麥單產(chǎn)遙感預(yù)測工作程序流程冬小麥單產(chǎn)遙感預(yù)測的工作程序流程見圖A.2。5.7單產(chǎn)專題圖制作結(jié)束5.7單產(chǎn)專題圖制作結(jié)束開始開始5.2遙感影像預(yù)處理5.3計算歸一化植被指數(shù)5.4提取冬小麥種植分布5.5計算累計有效積溫5.6建立單產(chǎn)預(yù)測模型5.3計算歸一化植被指數(shù)5.4提取冬小麥種植分布5.5計算累計有效積溫5.6建立單產(chǎn)預(yù)測模型圖A.2圖A.2參 考 文獻GB/T14950—2009 攝影測量與遙感術(shù)語GB/T20257(所有部分)國家基本比例尺地圖圖式DZ/T0143—1994衛(wèi)星遙感圖像產(chǎn)品質(zhì)量控制規(guī)范NY/T205—1992 華北地區(qū)冬小麥公頃產(chǎn)量6000kg(畝產(chǎn)400kg)栽培技術(shù)規(guī)程QX/T460—2018 衛(wèi)星遙感產(chǎn)品圖布局規(guī)范QX/T474—2019 衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則水稻長勢DB13/T1217—2010 強筋冬小麥調(diào)優(yōu)栽培技術(shù)規(guī)程DB23/T019—2008 小麥生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程DB23/T1028—2006 農(nóng)業(yè)信息體