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文檔簡介
農(nóng)業(yè)行業(yè)標準
《農(nóng)作物物候期遙感監(jiān)測技術規(guī)范》
編制說明
（征求意見稿）
標準編制組
2023年4月
目錄
一、工作概況.............................................................................................................1
1.任務來源、承擔單位和協(xié)作單位.......................................................................1
2.主要工作過程.......................................................................................................1
3.主要起草人及其所做工作...................................................................................2
二、編制原則和依據(jù).................................................................................................2
1.標準編制原則.......................................................................................................2
2.標準編制依據(jù).......................................................................................................3
三、主要技術內(nèi)容說明.............................................................................................5
1.標準主要技術內(nèi)容指標或要求確定的依據(jù).......................................................5
2.標準的符合性和一致性.....................................................................................16
3.重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù).....................................................................17
四、標準應用實例...................................................................................................17
1.數(shù)據(jù)預處理.........................................................................................................17
2.植被指數(shù)計算.....................................................................................................17
3.植被指數(shù)曲線濾波.............................................................................................18
4.物候期監(jiān)測模型構建.........................................................................................19
5.物候期遙感監(jiān)測結果.........................................................................................19
6.監(jiān)測結果精度驗證.............................................................................................20
五、其他需要說明的事項.......................................................................................20
1.技術經(jīng)濟論證、預期經(jīng)濟效果和社會效益.....................................................20
2.貫徹行業(yè)標準的措施建議.................................................................................20
3.其他.....................................................................................................................20
I
《農(nóng)作物物候期遙感監(jiān)測技術規(guī)范》
編制說明
一、工作概況
1.任務來源、承擔單位和協(xié)作單位
（1）任務來源
農(nóng)業(yè)行業(yè)標準《農(nóng)作物物候期遙感監(jiān)測技術規(guī)范》是依據(jù)《關于下達2019
年農(nóng)業(yè)國家、行業(yè)標準制定和修訂項目任務的通知》（農(nóng)質(zhì)標函[2019]77號）的
計劃編制。本標準由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)展規(guī)劃司提出并歸口，中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資
源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所負責起草。
（2）承擔單位和協(xié)作單位
標準承擔單位（起草單位）：中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所。
2.主要工作過程
（1）立項啟動階段
本標準獲得農(nóng)業(yè)農(nóng)村部立項批準后，承擔單位積極開展啟動準備工作。2019
年6月，標準項目啟動，成立編制小組，明確了目標任務，確定了編寫技術方案
與分工，制定了工作進度計劃，初步擬定了標準框架內(nèi)容。
（2）起草編制階段
2019年7月-12月，編制組收集分析了國內(nèi)外相關標準規(guī)范以及科研文獻，起
草了標準草稿。2020年1月-2021年6月，根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部遙感應用中心開展的農(nóng)
作物物候期遙感監(jiān)測業(yè)務運行工作，經(jīng)反復論證、分析和驗證，多次修改，形成
了標準初稿。2021年7月-2022年11月，編制組對有關問題進行了多次較為充分的
溝通和討論，對標準的內(nèi)容架構及適用范圍等做了細致的研究，修改并形成標準
征求意見稿。
（3）征求意見及處理階段
2023年2月，標準編制組采用郵件的形式面向遙感衛(wèi)星研制單位、高等院校、
1
研究單位、國家及地方農(nóng)業(yè)遙感應用單位的專家開展了意見征求。截至2023年3
月底，共收到23家單位28位專家的總計215條反饋意見。編制組逐條認真討論了
專家意見，其中采納205條，部分采納0條，未采納10條。
3.主要起草人及其所做工作
表1標準主要起草人及承擔工作
序號姓名工作單位所做主要工作
本標準主編。負責組織標準編制大綱、
中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資
1王利民主要內(nèi)容及征集意見的討論、修改，以
源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所
及標準文本的統(tǒng)稿、定稿等工作。
中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資負責標準主要內(nèi)容的編寫，參與修改，
2楊鵬
源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所并負責起草標準編制說明。
中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資標準編寫/技術流程可行性與精確度實驗
3劉佳
源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究
中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資標準編寫/技術流程可行性與精確度實驗
4姚保民
源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究
中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資標準編寫/技術流程可行性與精確度實驗
5高建孟
源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究
中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資標準編寫/技術流程可行性與精確度實驗
6季富華
源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究
中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資標準編寫/技術流程可行性與精確度實驗
7段四波
源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究
中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資
8滕飛標準編寫/數(shù)據(jù)源選擇測試
源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所
中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資
9楊福剛標準編寫/數(shù)據(jù)源選擇測試
源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所
中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資
10李丹丹標準編寫/數(shù)據(jù)源選擇測試
源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所
中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資
11李映祥標準編寫/數(shù)據(jù)源選擇測試
源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所
二、編制原則和依據(jù)
1.標準編制原則
基于國內(nèi)外作物物候期遙感監(jiān)測的相關技術研究成果，遵照GB/T1.1-2020
給出的規(guī)則，參考GB/T13989-2012《國家基本比例尺地形圖分幅和編號》、GB/T
20257-2017《國家基本比例尺地圖圖式》、GB/T30115-2013《衛(wèi)星遙感影像植被
2
指數(shù)產(chǎn)品規(guī)范》、NY/T3527-2019《農(nóng)作物種植面積遙感監(jiān)測規(guī)范》等標準的相
關內(nèi)容，遵從科學性、針對性、適用性、可行性的原則，形成了《農(nóng)作物物候期
遙感監(jiān)測技術標準》農(nóng)業(yè)行業(yè)標準送審稿。
2.標準編制依據(jù)
（1）項目成果和已有標準
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部“國家農(nóng)情遙感監(jiān)測業(yè)務運行系統(tǒng)”是從1998年開始運行的業(yè)務
系統(tǒng)，農(nóng)作物物候期遙感監(jiān)測是業(yè)務運行系統(tǒng)成果的重要組成部分。本標準制定
是在其中的農(nóng)作物種植面積遙感監(jiān)測和農(nóng)作物物候期遙感監(jiān)測業(yè)務運行成果基
礎上，結合“十二五”國家科技重大專項“高分辨率對地觀測系統(tǒng)（民用部分）”
中的應用系統(tǒng)項目“高分農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測與評估示范系統(tǒng)先期攻關”、“高分農(nóng)業(yè)遙
感監(jiān)測與評估示范系統(tǒng)（一期）”、國家重點研發(fā)計劃課題“作物生長與生產(chǎn)力衛(wèi)
星遙感監(jiān)測預測”的科研成果，以及農(nóng)業(yè)資源遙感監(jiān)測相關的科研成果、文獻資
料、相關國家和行業(yè)標準等編制的。
現(xiàn)行的作物物候期遙感監(jiān)測方面的標準僅有針對銀杏和披堿草屬牧草田間
物候期觀測的2項地方標準（表2），不足以對全國及農(nóng)業(yè)行業(yè)資源、農(nóng)情遙感監(jiān)
測業(yè)務形成規(guī)范性的參考。
表2現(xiàn)行的農(nóng)作物物候期遙感監(jiān)測標準
標準編號標準名稱發(fā)布部門實施日期狀態(tài)
湖北省質(zhì)量技術監(jiān)
DB42/T1070-2015銀杏物候觀測方法2015/07/01現(xiàn)行
督局
披堿草屬牧草田間物候青海省質(zhì)量技術監(jiān)
DB63/T1137-20122012/07/01現(xiàn)行
期觀察記載督局
（2）實際驗證
將上述業(yè)務運行流程、研究課題和標準中，有關農(nóng)作物物候期遙感監(jiān)測技術
流程、監(jiān)測精度驗證等的科研成果進行了分析、總結和實際驗證。
結合農(nóng)作物物候期遙感監(jiān)測的業(yè)務情況，確定了農(nóng)作物物候期遙感監(jiān)測的技
術流程，包括數(shù)據(jù)獲取與處理、植被指數(shù)時間序列數(shù)據(jù)集構建與處理、物候期地
面調(diào)查、物候期遙感監(jiān)測模型構建與應用、監(jiān)測結果精度驗證、監(jiān)測專題圖制作
和報告編寫等內(nèi)容。數(shù)據(jù)獲取與處理部分包括遙感數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)獲取、遙感數(shù)
3
據(jù)預處理、目標農(nóng)作物空間分布遙感監(jiān)測等內(nèi)容，植被指數(shù)時間序列數(shù)據(jù)集構建
與處理部分對植被指數(shù)計算、合成和濾波處理等內(nèi)容進行了規(guī)定。物候期地面調(diào)
查對調(diào)查時間、調(diào)查點布設要求、地面觀測等內(nèi)容進行了規(guī)定。物候期遙感監(jiān)測
模型構建與應用是對物候期遙感模型的構建和應用過程進行了規(guī)定。監(jiān)測結果精
度驗證部分則主要包括基于地面調(diào)查數(shù)據(jù)對遙感監(jiān)測結果進行精度驗證的內(nèi)容。
專題監(jiān)測圖制作與報告編寫部分對物候期監(jiān)測專題圖以及報告的編寫的內(nèi)容進
行了規(guī)定。
目前國內(nèi)外農(nóng)作物物候期遙感監(jiān)測方面的精度如表3所示。
表3國內(nèi)農(nóng)作物物候期感監(jiān)測精度
精度評價
作者監(jiān)測區(qū)域監(jiān)測作物遙感影像精度
方法
基于6年遙感
數(shù)據(jù)，玉米精
Universityof度為2.9到7.0
Nebraska-Lincoln’s天；大豆為3.2
SakamotoAgricultural到6.9天?；?/p>
玉米、大豆MODISWDRVI
等Researchand2年數(shù)據(jù)，玉
Development米精度為1.6
Center到5.6天；大豆
為2.5到5.3
天。
雙Logistic函
數(shù)方法提取
的返青期、抽
穗期、成熟期
精度分別為
5.5天、9.4天、
楊琳等江蘇省冬小麥MODISNDVI
7.5天；非對稱
性高斯函數(shù)
方法提取的
精度分別為
6.1天、9.5天、
7.8天。
平均誤差2.76
河南焦作廣利灌天，抽雄期絕
李艷等夏玉米MODISNDVI
區(qū)對誤差為1.06
天。
4
（3）服務經(jīng)驗和專家意見
根據(jù)標準起草人以及農(nóng)作物物候期遙感監(jiān)測專家多年的業(yè)務服務經(jīng)驗，編制
了作物物候期遙感監(jiān)測的流程，并根據(jù)專家意見進行了修改。
三、主要技術內(nèi)容說明
1.標準主要技術內(nèi)容指標或要求確定的依據(jù)
《農(nóng)作物物候期遙感監(jiān)測技術規(guī)范》共分12章正文、2項規(guī)范性附錄和參考
文獻，包括第1章范圍、第2章規(guī)范性引用文件、第3章術語和定義、第4章縮略語、
第5章基本要求、第6章技術流程、第7章數(shù)據(jù)獲取與預處理、第8章植被指數(shù)時間
序列數(shù)據(jù)集構建與處理、第9章物候期地面調(diào)查、第10章物候期遙感監(jiān)測模型構
建與應用、第11章監(jiān)測結果精度驗證、第12章專題監(jiān)測圖制作和報告的編寫以及
最后的參考文獻。標準主要技術內(nèi)容指標或要求確定的依據(jù)說明如下：
（1）范圍
本文件規(guī)定了農(nóng)作物物候期遙感監(jiān)測的基本要求、技術流程、數(shù)據(jù)獲取與處
理、植被指數(shù)時間序列數(shù)據(jù)集構建與處理、物候期地面調(diào)查、物候期遙感監(jiān)測模
型構建與應用、監(jiān)測結果精度驗證、監(jiān)測專題圖制作和報告編寫等內(nèi)容。本文件
適用于基于光學遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的大宗農(nóng)作物物候期監(jiān)測業(yè)務工作，其他農(nóng)作物物
候期監(jiān)測業(yè)務工作可以參考本文件執(zhí)行。
針對調(diào)查區(qū)域作物的特點，以及農(nóng)作物物候期遙感監(jiān)測的具體需求，選取合
適的遙感影像數(shù)據(jù)。對于省級以下或地市級以下尺度，遙感影像的空間分辨率一
般應優(yōu)于30m，具有多光譜譜段的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，如國內(nèi)的GF-1、GF-6、HJ-1
等衛(wèi)星及國外的Landsat系列、Sentinel-2、Worldview系列等衛(wèi)星。中高分辨率衛(wèi)
星可使得監(jiān)測的精度得到有效提高，監(jiān)測的尺度范圍也可以進一步的降低細化，
對于物候期監(jiān)測向區(qū)域級甚至地塊級發(fā)展具有重要的意義。對于大尺度的需求，
可以選用低分辨的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，如MODIS數(shù)據(jù)。通過規(guī)范作物物候期遙感監(jiān)測技
術流程，可以為我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)、現(xiàn)代化發(fā)展提供有效的支持。衛(wèi)星遙感監(jiān)測
的成本低、效率高、客觀性強，監(jiān)測的頻率相比傳統(tǒng)方法也有巨大的優(yōu)勢，利用
衛(wèi)星遙感監(jiān)測地塊、區(qū)域乃至全國作物物候期是可行的，監(jiān)測精度可以保障。標
準起草組在試驗研究、專家意見征求的基礎上，確定了利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)及遙感技術
5
手段監(jiān)測作物物候期的主要技術流程和指標，標準內(nèi)容基于目前已較為成熟可靠
的技術方法，既保證了對當前作物物候期遙感監(jiān)測業(yè)務工作主要流程和指標的指
導作用，也為今后各類作物物候期遙感監(jiān)測方法的改進保留了充足的余地。
（2）規(guī)范性引用文件
在充分獲取當前國內(nèi)已有的農(nóng)業(yè)遙感相關標準的基礎上，根據(jù)作物物候期遙
感監(jiān)測的自身特點及技術流程需要，參考了相關領域的標準，包括《GB/T
13989-2012國家基本比例尺地形圖分幅和編號》、《GB/T20257-2017（所有部分）
國家基本比例尺地圖圖式》、《GB/T30115-2013衛(wèi)星遙感影像植被指數(shù)產(chǎn)品規(guī)
范》、《NY/T3527-2019農(nóng)作物種植面積遙感監(jiān)測規(guī)范》等。
其中《GB/T13989-2012國家基本比例尺地形圖分幅和編號》主要是參考其
基本比例尺的定義及分幅要求。農(nóng)業(yè)遙感作物物候期監(jiān)測的監(jiān)測區(qū)域往往較大，
通過參考國家基本比例尺的劃分方式，對作物物候期監(jiān)測進行分區(qū)監(jiān)測，同時也
方便與傳統(tǒng)的地形圖、正射影像圖等資料進行比對分析等。
《GB/T20257-2017（所有部分）國家基本比例尺地圖圖式》主要用于指導
相應比例尺的作物物候期監(jiān)測成果的制圖工作，對于科學合理地進行作物物候期
遙感監(jiān)測成果制圖具有參考意義。
《GB/T30115-2013衛(wèi)星遙感影像植被指數(shù)產(chǎn)品規(guī)范》主要用于植被指數(shù)計
算部分進行NDVI等指數(shù)計算時的技術流程指導。NDVI等指數(shù)是植被特征的集中
反映，可以為作物物候期監(jiān)測指數(shù)提供重要的參考，而參照已有的植被指數(shù)的國
家標準，可以對NDVI等作物物候期監(jiān)測常用的植被指數(shù)計算提供參考。
《NY/T3527-2019農(nóng)作物種植面積遙感監(jiān)測規(guī)范》主要用于指導利用中高
分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)進目標農(nóng)作物識別和農(nóng)作物空間分布的遙感監(jiān)測。
（3）術語和定義
術語和定義包含了作物物候期遙感監(jiān)測常用到的專業(yè)術語，包括物物候期、
生育時期、遙感、像元、空間分辨率、植被指數(shù)、歸一化差值植被指數(shù)等共7個
專業(yè)名詞，各名詞的定義，對于已存在其他相關國家標準中的定義，則直接進行
引用參考，對于部分尚未在其他標準中定義的專業(yè)術語，則通過查閱相關專業(yè)論
文、詞典等資料，并結合專業(yè)知識進行定義，并咨詢相關領域的專家最終確定。
6
（4）縮略語
本標準給出了5個縮略語，包括2000國家大地坐標系（CSGS2000）、一年中
的第幾日（DOY）、歸一化差值植被指數(shù)（NDVI）、均方根誤差（RMSE）、通用
橫軸墨卡托投影（UTM）?？s略語包括了在標準中出現(xiàn)的，經(jīng)常用到但是沒有明
確的專業(yè)術語，或者是本行業(yè)常用的縮略語，符合專業(yè)性、準確性、簡潔性的要
求。
（5）基本要求
基本要求規(guī)定了作物物候期遙感監(jiān)測中對于空間基準、分幅和編號、監(jiān)測時
間等的要求。這些要求是需要在作物物候期遙感監(jiān)測之前進行明確規(guī)定，同時，
也是保障不同作物物候期遙感監(jiān)測成果之間通用性的重要保證。
(a)空間基準
空間基準包括了大地基準、高程基準和投影方式三大類內(nèi)容。其中大地基準
要求采用2000國家大地坐標系（CGCS2000），CGCS2000是測繪編制國家基本比
例尺地圖的基礎，經(jīng)國務院批準，我國自2008年7月1日起啟用CGCS2000，到2018
年全面完成CGCS2000轉換工作，因此作物物候期遙感監(jiān)測制圖的大地基準應當
與CGCS2000保持一致，確保成果的空間一致性和通用性。
高程基準要求采用1985國家高程基準，根據(jù)《國務院關于啟用“1985國家高
程基準”的批復》，同意啟用新的國家高程基準面數(shù)據(jù)，即“1985國家高程基準”，
并作為全國新的統(tǒng)一的高程控制系統(tǒng)，作物物候期遙感監(jiān)測成果所使用的數(shù)字高
程模型（DEM）數(shù)據(jù)等，應當符合國家對高程基準的規(guī)定，確保成果的可靠性，
同時也與國家基礎比例尺的地形圖保持一致。
投影方式要求省級及以上尺度宜采用阿爾伯斯投影，省級以下尺度宜采用高
斯-克呂格或UTM投影。阿爾波斯投影的特點是，在該投影下，所有地區(qū)的面積
均與地球上相同地區(qū)的面積保持一致，這就保證了大尺度作物物候期情況面積統(tǒng)
計時，圖上測量面積與地面實際面積無差別，確保面積屬性的準確性。如果使用
高斯-克呂格或UTM投影，在離中央經(jīng)線較遠的地區(qū)可能存在較大的變形，造成
圖上面積的誤差。對于省級及以下尺度的作物物候期監(jiān)測，則應采用高斯-克呂
格或UTM投影，這是由于高斯-克呂格和UTM投影無角度變形、圖形保持相似，
可以在確保圖上面積變形較小的前提下，確保圖上作物耕地地塊等地物與實際的
7
形狀保持一致。
(b)分幅與編號
GB/T13989-2012《國家基本比例尺地形圖分幅和編號》規(guī)定了1:500、1:1000、
1:2000、1:5000、1:10000、1:25000、1:50000、1:100000、1:200000、1:500000、
1:1000000共11個比例尺的分幅和編號標準，作物物候遙感監(jiān)測成果的制圖比例
尺應當與國家基本比例尺地圖保持一致，確保成果的通用性、準確性。
(c)監(jiān)測時間
監(jiān)測時間應處于農(nóng)作物出苗或移栽后至收獲前，具體監(jiān)測時間根據(jù)實際情況
和需要確定。
（6）技術流程
依據(jù)1998年以來農(nóng)業(yè)農(nóng)村部“國家農(nóng)情遙感監(jiān)測業(yè)務運行系統(tǒng)”農(nóng)作物物候
期遙感監(jiān)測的多年試驗與對比分析，參考相關的科研成果、文獻資料等，確定了
農(nóng)作物物候期遙感監(jiān)測的流程。
農(nóng)作物物候期遙感監(jiān)測流程包括數(shù)據(jù)獲取與處理、植被指數(shù)時間序列數(shù)據(jù)集
構建與處理、物候期地面調(diào)查、物候期遙感監(jiān)測模型構建與應用、監(jiān)測結果精度
驗證、專題監(jiān)測圖制作與報告編寫等內(nèi)容，技術流程可參照圖1開展。數(shù)據(jù)獲取
與處理部分包括遙感數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)獲取、遙感數(shù)據(jù)預處理、目標農(nóng)作物空間分
布遙感監(jiān)測等內(nèi)容，植被指數(shù)時間序列數(shù)據(jù)集構建與處理部分對植被指數(shù)計算、
合成和濾波處理等內(nèi)容進行了規(guī)定。物候期地面調(diào)查對調(diào)查時間、調(diào)查點布設要
求、地面觀測等內(nèi)容進行了規(guī)定。物候期遙感監(jiān)測模型構建與應用是對物候期遙
感模型的構建和應用過程進行了規(guī)定。監(jiān)測結果精度驗證部分則主要包括基于地
面調(diào)查數(shù)據(jù)對遙感監(jiān)測結果進行精度驗證的內(nèi)容。專題監(jiān)測圖制作與報告編寫部
分對物候期監(jiān)測專題圖以及報告的編寫的內(nèi)容進行了規(guī)定。
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圖1農(nóng)作物物候期遙感監(jiān)測技術流程
（7）數(shù)據(jù)獲取與處理
本標準對遙感數(shù)據(jù)、其他數(shù)據(jù)的獲取與處理提出了要求。
(a)遙感數(shù)據(jù)
考慮當前作物物候期遙感監(jiān)測研究的國內(nèi)外進展和技術成熟度，以及數(shù)據(jù)的
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易獲取性，要求所使用的遙感數(shù)據(jù)至少包含紅和近紅外等對作物監(jiān)測有重要作用
的波段。當前國內(nèi)外常用的中高分辨率衛(wèi)星傳感器均具備紅及近紅外波段（表4），
因此，本標準將其設置為作物物候期遙感監(jiān)測的必要波段。
表4作物物候期遙感監(jiān)測常用衛(wèi)星數(shù)據(jù)源波段設置及分辨率
衛(wèi)星/傳感器波段設置/μm分辨率/m
藍：0.45~0.52
綠：0.52~0.59
GF-1/WFV30
紅：0.63~0.69
近紅外：0.77~0.89
藍：0.45~0.52
綠：0.52~0.59
GF-2/PMS4
紅：0.63~0.69
近紅外：0.77~0.89
藍：0.43~0.52
綠：0.52~0.60
HJ-1A/B30
紅：0.63~0.69
近紅外：0.76~0.89
藍：0.45~0.52
綠：0.52~0.59
ZY-302星5.8
紅：0.63~0.69
近紅外：0.77~0.89
海岸：0.433~0.453
藍：0.450~0.515
綠：0.525~0.600
Landsat-8OLI紅：0.630~0.68030
近紅外：0.845~0.885
短波紅外1：1.560~1.651
短波紅外2：2.100~2.300
海岸：0.443
藍：0.490
綠：0.560
紅：0.665
紅邊1：0.705
Sentinel-2A/B紅邊2：0.74010~20
紅邊3：0.783
近紅外：0.842
紅邊4：0.865
短波紅外1：1.610
短波紅外2：2.190
此外，標準規(guī)定了衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)空間分辨率應優(yōu)于30m，這是由于當前部分
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常用的中高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)如Landsat-8、HJ-1等數(shù)據(jù)的分辨率均在30m或30m以
上，使用這一分辨率的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，基本可以滿足從省級以下尺度的作物物候
期遙感監(jiān)測工作。當對更大尺度有要求時，可選取MODIS遙感數(shù)據(jù)；影像數(shù)據(jù)
應圖面清晰，無數(shù)據(jù)丟失，無明顯條紋、點狀和塊狀噪聲，定位準確，無嚴重畸
變；云或濃霧覆蓋像元的面積占影像總面積的百分比不超過20%?？赏ㄟ^鄰近多
時相影像合成晴空影像數(shù)據(jù)，多時相影像應處于農(nóng)作物同一生育時期內(nèi)。
遙感數(shù)據(jù)的時間分辨率應優(yōu)于5d。
遙感數(shù)據(jù)的前處理要求主要是幾何校正和大氣校正。幾何校正主要是保證衛(wèi)
星影像的幾何位置的準確性，而大氣校正則主要是獲取地表反射率影像，方便后
續(xù)進行作物物候期的定量化監(jiān)測。其中，幾何校正的精度要求參考了正射影像圖
制作相關標準，如國家基本比例尺地圖正射影像圖（GB/T33175-2016《國家基
本比例尺地圖1:5001:10001:2000正射影像地圖》、GB/T33182-2016《國家基
本比例尺地圖1:50001:10000正射影像地圖》、GB/T33179-2016《國家基本比
例尺地圖1:250001:500001:100000正射影像地圖》、GB/T33178-2016《國家
基本比例尺地圖1:2500001:5000001:1000000正射影像地圖》），不同比例尺正
射影像圖的平面位置中誤差在平地和丘陵不大于0.6mm，在山地和高山地不大于
0.8mm，且最大中誤差為中誤差的兩倍。
根據(jù)比例尺的換算，若完全參照這一標準，則正射影像圖的點位中誤差將達
到6~8個像元左右，這對于農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測需要精確相對位置關系而言顯然是不夠
的。而常用的基于多時相遙感影像的作物監(jiān)測，一般要求幾何配準精度達到亞像
元級別，因此，考慮到農(nóng)業(yè)行業(yè)應用的實際需求，由于作物主要種植在平原區(qū)域，
因此要求平地、丘陵地的大地坐標誤差≤1個像元，山地、高山地的大地坐標誤
差≤2個像元。
遙感數(shù)據(jù)預處理之后，需要基于遙感數(shù)據(jù)對目標作物進行識別和空間分布的
遙感監(jiān)測。目標農(nóng)作物分布遙感監(jiān)測的方法主要包括農(nóng)作物遙感分類識別、精度
檢驗等步驟。分類可以選擇監(jiān)督分類、非監(jiān)督分類、目視判讀、面向?qū)ο蟮确诸?/p>
方法或組合進行分類，具體內(nèi)容和要求應參照NY/T3527-2019（農(nóng)作物種植面
積遙感監(jiān)測規(guī)范）執(zhí)行。
基于目標農(nóng)作物空間分布監(jiān)測結果，對預處理后的影像通過剪裁或掩膜處理，
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獲取目標農(nóng)作物區(qū)域的反射率數(shù)據(jù)。
(b)其他數(shù)據(jù)
其他數(shù)據(jù)包括了監(jiān)測區(qū)同一遙感數(shù)據(jù)源近3~5年NDVI時間序列數(shù)據(jù)、監(jiān)測區(qū)
域行政區(qū)劃圖、監(jiān)測區(qū)域作物不同生育時期資料等。其中，監(jiān)測區(qū)同一遙感數(shù)據(jù)
源近3~5年NDVI時間序列數(shù)據(jù)用于對待監(jiān)測區(qū)域目標農(nóng)作物物候特征差異大小
進行分析和評價，行政區(qū)劃圖主要用來篩選遙感影像數(shù)據(jù)、明確作物物候監(jiān)測任
務區(qū)域、用于物候期監(jiān)測結果的統(tǒng)計等；監(jiān)測區(qū)域作物不同生育時期資料則主要
為了確定作物物候期遙感監(jiān)測的業(yè)務工作開展時間，并用于驗證物候期遙感監(jiān)測
結果。
（8）植被指數(shù)時間序列數(shù)據(jù)集構建與處理
植被指數(shù)曲線獲取主要包括植被指數(shù)時間序列數(shù)據(jù)集構建、植被指數(shù)時間序
列數(shù)據(jù)集處理兩部分內(nèi)容
(a)植被指數(shù)時間序列數(shù)據(jù)集構建
本標準建議使用歸一化植被指數(shù)（NDVI）作為物候期遙感監(jiān)測指數(shù)，公式
如下所示：
式中：????=?????????????+????
——近紅外波段反射率；
????——紅波段反射率。
?采???用這一指數(shù)作為物候期遙感監(jiān)測指數(shù)計算，是由于NDVI指數(shù)是當前應用
最為廣泛普遍的植被指數(shù)，基于NDVI的作物物候期遙感監(jiān)測技術目前已相當成
熟，覆蓋了從高分辨率到中分辨率、低分辨率各個衛(wèi)星分辨率尺度的作物物候期
監(jiān)測，具有較強的適用性。此外，NDVI指數(shù)的計算僅需要近紅外波段和紅光波
段即可，目前絕大部分的中高分辨率衛(wèi)星都包含這兩個波段，且計算簡便，原理
清晰。
單期植被指數(shù)質(zhì)量不佳時，可進行植被指數(shù)合成，應按GB/T30115執(zhí)行。植
被指數(shù)合成所用的數(shù)據(jù)成像日期應處于農(nóng)作物同一生育時期內(nèi)。
將遙感影像獲取日期轉換為DOY，在像元尺度上構建NDVI時間序列數(shù)據(jù)集。
為便于后續(xù)計算和應用，數(shù)據(jù)集應為多圖層的空間數(shù)據(jù)格式，且每個圖層的名稱
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應包含相應的DOY信息。
(b)植被指數(shù)時間序列數(shù)據(jù)集處理
采用Savitzky-Golay濾波等算法對NDVI時間序列數(shù)據(jù)集進行重建，依據(jù)如下
公式計算。
?
?=??????+?
??=?
式中：
y——NDVI原始值；
——NDVI濾波后的結果；
?——第個NDVI值濾波時的系數(shù)；
?j—?—沿原?始數(shù)據(jù)縱坐標數(shù)據(jù)列的計算點下標；
m——任意正整數(shù)，表示濾波窗口的寬度
——卷積中值點的個2?數(shù)+，1等于濾波窗口的寬度。
注：濾波是一種基于曲線局部特征的多項式擬合方法，由和于1964年提出。
Sa?vitzky-GolaySavitzkyGolay
（9）物候期地面調(diào)查
(a)調(diào)查時間
農(nóng)作物物候地面調(diào)查時間應覆蓋目標農(nóng)作物的全部生育時期，根據(jù)目標農(nóng)作
物每個生育時期的長短確定調(diào)查時間間隔，通常為每周調(diào)查一次。對于生育時期
持續(xù)時間較短的農(nóng)作物，可每2天調(diào)查一次。
(b)地面調(diào)查點、觀測點布設方案設計
應根據(jù)近3~5年NDVI時間序列數(shù)據(jù)判斷待監(jiān)測區(qū)域內(nèi)目標農(nóng)作物物候特征
差異，若待監(jiān)測區(qū)內(nèi)目標農(nóng)作物物候特征差異大，則需要先對待監(jiān)測區(qū)域進行分
區(qū)，在每個分區(qū)內(nèi)分別布設地面調(diào)查點和觀測點。
調(diào)查點布設應具有區(qū)域代表性，農(nóng)作物物候期受緯度和海拔等因素影響較大，
因此調(diào)查點應能綜合反映監(jiān)測區(qū)域農(nóng)作物物候的差異性。；
調(diào)查點應離村莊或建筑物100m以上，調(diào)查點內(nèi)目標農(nóng)作物應多年、大面積、
穩(wěn)定種植，且目標農(nóng)作物播種（移栽）日期相對固定，調(diào)查點內(nèi)目標農(nóng)作物分布
區(qū)域的邊長應不小于所用遙感影像空間分辨率的2倍；
調(diào)查點數(shù)量應具有統(tǒng)計意義，省級以下尺度不少于30個調(diào)查點。選點可采用
前期目標農(nóng)作物NDVI數(shù)據(jù)輔助分層抽樣方式，將NDVI數(shù)值范圍劃分為10層，每
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層選擇不應少于3個調(diào)查點。省級及省級以上尺度可適當增加調(diào)查點數(shù)量；
觀測點是在調(diào)查點范圍內(nèi)實際目視觀測的位置，所用遙感影像空間分辨率優(yōu)
于100m時，調(diào)查點內(nèi)可僅設置1個觀測點。否則需根據(jù)影像空間分辨率在單個調(diào)
查點內(nèi)設置不少于3個觀測點。
(c)地面觀測
觀測點選定之后，應按照附錄A的內(nèi)容將觀測點的地理坐標、海拔、農(nóng)作物
種類、農(nóng)作物所處生育時期等信息做詳細記載，并拍攝觀測點農(nóng)作物不同角度照
片，作為檔案保存?？蓞⒄崭戒汢填寫農(nóng)作物所處生育時期；
對于每個觀測點，觀測的植株數(shù)量應不少于30株，當40%~60%的植株進入某
一生育時期，則觀測日期對應的DOY即為農(nóng)作物進入該生育時期的物候期；
大于60%或小于40%的植株進入某一生育時期，應根據(jù)前一期和后一期的觀
測日期和觀測結果，推算農(nóng)作物進入該生育時期的物候期。
(d)地面調(diào)查結果
當調(diào)查點內(nèi)僅有一個觀測點時，觀測得到的物候期即為該調(diào)查點的物候期。
當調(diào)查點內(nèi)有多個觀測點且觀測點得到的物候期不一致時，則不同調(diào)查結果的
DOY均值為該調(diào)查點的物候期。農(nóng)作物物候期地面調(diào)查結果宜按照7:3的比例隨
機劃分為訓練樣本和驗證樣本。
（10）物候期遙感監(jiān)測模型構建與應用
目標農(nóng)作物長勢較為正常時宜采用閾值法構建農(nóng)作物物候期遙感監(jiān)測模型，
也可采用滑動平均法、微分法等其他算法構建模型。
(a)模型構建
針對目標農(nóng)作物的每一個像元，基于目標農(nóng)作物播種后至當前一期NDVI時
間序列數(shù)據(jù)，確定數(shù)據(jù)中的極大值和極小值，利用非對稱數(shù)學函數(shù)（如非對稱性
高斯函數(shù)或雙Logistic函數(shù)）對平滑濾波后的NDVI極大值、極小值之間的數(shù)據(jù)進
行曲線擬合，得到DOY-NDVI對應曲線。
獲取地面調(diào)查訓練樣本的農(nóng)作物進入某生育時期的物候期DOY及地理坐標，
然后以DOY為索引在NDVI時間序列數(shù)據(jù)集中選定相應DOY（或最臨近DOY）的
NDVI數(shù)據(jù)，并根據(jù)地理坐標獲取調(diào)查點位置上的NDVI值。利用如下公式計算得
到全部訓練驗證樣本的NDVI均值，即為提取物候期DOY的NDVI閾值。
14
?
1?
式中：T=?
T——全部訓練樣本地面調(diào)查點的NDVI均值；
t——某一訓練樣本地面調(diào)查點的NDVI值；
m——訓練樣本的個數(shù)。
(b)模型應用
對于一個未知物候期的目標農(nóng)作物像元，根據(jù)DOY-NDVI對應曲線，通過計
算曲線上到達NDVI閾值時的DOY值，即可實現(xiàn)對該像元的物候期DOY反演。當
DOY-NDVI對應曲線上NDVI閾值有多個DOY對應時，應根據(jù)農(nóng)作物實際物候期
和曲線的單調(diào)性確定正確的DOY值。
（11）監(jiān)測結果精度驗證
利用農(nóng)作物物候期地面調(diào)查結果對農(nóng)作物物候期遙感監(jiān)測結果進行精度驗
證，依據(jù)公式（4）計算均方根誤差（RMSE），并對物候期監(jiān)測結果的精度進行
評價，以RMSE不超過10d為合格。對于生育時期持續(xù)時間較短的農(nóng)作物，RMSE
應不超過農(nóng)作物當前所處生育時期持續(xù)天數(shù)的一半。
精度評價不合格的，應在所用遙感數(shù)據(jù)質(zhì)量、物候期地面調(diào)查點代表性等方
面進行核查，并重新執(zhí)行監(jiān)測流程，直至精度評價合格為止。
1?'2
????=?