基于时序归一化植被指数的冬小麦收获指数空间信息提取.pdf

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1、第26卷第8期1602010年8月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、b1．26No．8Aug．2010基于时序归一化植被指数的冬小麦收获指数空间信息提取任建强1,2，陈仲新1，磁，周清波1,2唐华俊1'2(1．农qk部资源遥感与数字农业重点开放实验室，北京100081；2．中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京100081)摘要：为获取农作物收获指数(册)空间分布信息，该研究充分利用遥感技术，以冬小麦为例，利用时序归一化植被指数NDVI构成的作物生长过程曲线提取MODISNDVI阶段性累积特征参数，并用生殖生长关键阶段和营养生长关键阶段对应的NDVl累

2、积参数比值剧★DⅥsuM构建了用于反演冬小麦收获指数的参数，并建立了参数HINDvIsuM与冬小麦实测收获指数的定量关系，利用上述定量关系实现作物收获指数空问信息的提取。经过对反演冬小麦收获指数的精度验证，结果表明，利用构建参数HIr,a)vlsIJM在区域范围内反演冬小麦收获指数取得了较好的效果。其中，冬小麦收获指数预测的平均相对误差为2．40％，均方根误差(RMSE)为0．02，证明了该研究利用时序NDVI构建参数HINDvIsUM反演区域冬小麦收获指数窄间信息的方法准确性和可行性。关键词：收获指数，农作物，遥感，冬小麦，NDVI，产量doi：lO．3969／j．issn．1

3、002—6819．2010．08．028中图分类号：S127文献标识码：A文章编号：1002—6819(2010)一08-0160—08任建强，陈伸新，周清波，等．基于时序归一化植被指数的冬小麦收获指数空间信息提取[J]．农业工程学报，2010，26(8)：160—167．RcnJianqiang，ChenZhongxin，ZhouQingbo，etai．Retrievingthespatial·explicitharvestindexforwinterwheatfromNDVItimeseriesdata[J]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(8)：

4、160一167．(inChinese、ⅣitllEnglishabstract)0引言农作物收获指数作为影响作物单产的重要生物学参数之一，早已引起人们的蕈视。对粮食作物来说，收获指数是指作物籽粒产量占作物地．卜生物量的百分数。在正常生长条件下，粮食作物收获指数与作物单产呈正相关关系，同时，收获指数与作物光合产物运转、分配及器官发育建成有密切关系。凶此，收获指数是长期以来农学家及育种专家提高作物单产、选育作物新品种和品种改良所需考虑的最重要冈素之一【l】。众多研究也表明，近几十年来，稻麦等作物收获指数的不断提高是其单产不断提高的一个重要原因【20】。随着作物生长机理模型的出现，作物

5、收获指数成为生长模型模拟作物单产必需的输入参数H巧】。同时，收获指数是影响作物生长模型模拟作物产量精度的敏感因素，是模型本地化和提高单产模拟精度较关键的参刻酬。目前，农作物收获指数研究大多基于农学试验层面，并在田块尺度进行测量或研究，内容主要涉及作物收获收稿日期：2010-02一ll修订只期：2010-06．10基金项目：农业部“948计划”项目(2009．Z31)；国际科技合作项目(2010DFBl0030)：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(IARRP一2009．27，IARRP．2010-02)；农业部“全国农情遥感监测业务化运行

6、”项日资助。作者简介：任建强(1974一)，男，河北廊坊人，副研究员，博士，主要从事农业遥感应用研究。北京农业部资源遥感与数字农业重点开放实验室，100081·Email．．h曲jqrenl975@126．eOIll※通信作者：陈仲新(1970一)，男，河北唐山人，研究员，博十，博士生导师tt要从事农业遥感应用研究。北京农业部资源遥感与数字农业重点开放实验室，100081。Emaihzxchen@mail．caa8．net．gn指数的数学模拟、收获指数与相关农学参数关系或对作物生长环境及其管理措施的响应【卜91，而大范围作物收获指数空间信息提取研究国内外鲜有报道。当为满足区域作物

7、收获指数信息需求时，一般主要采用以点代面法、空间内插法或文献查询法获取区域作物收获指数[5,10-11】。以点代面法是将定点试验获得的多年收获指数均值作为区域作物收获指数。空间内插法是将实际调查的多点作物收获指数进行空间内插得到当年收获指数区域空间分布。作物收获指数受到的影响因素众多，如育种水平、作物品种、田间管理水平、气候条件以及外界胁迫条件(如高温、缺水)等，其在一定时期较大区域内会呈现一定的稳定性112l，但同一作物由于品种、管理水平和胁迫条件的不同使得收获指数在小区域范围