基于变化向量分析的玉米收获期遥感监测.pdf

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1、第27卷第2期1802011年2月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、,01.27No.2Feb.201l基于变化向量分析的玉米收获期遥感监测王垄1,一,顾晓鹤牒,程耀东2,张竟成1,王慧芳1,齐迹2(1.北京农业信息技术研究中心,北京100097:2.兰州交通大学数理与软件工程学院,兰州730070)摘要:现有的作物收获期遥感监测的基本思路是利用NDVI曲线形态变化与作物形态的显著变化之间的响应关系,推测作物的收获期,并且仅对整个区域的平均收获期进行监测。该研究引进变化向量分析理论,以兖州市夏玉米为研

2、究对象,以2009年覆盖研究区玉米收获季的三期环境小卫星B星座CCD(HJ.CCD)影像的NDVI信息为丰要数据源,研究多时相NDVI的变化大小和变化过程与收获期的关系,进而构建基于变化向量分析的玉米收获期遥感监测模型,对研究区内玉米种植地块的收获期进行实时监测。通过野外实测样本对兖州玉米收获期遥感监测结果进行精度验证,精度可达89.65%,玉米收获期在空间呈南至北的分布,与兖州农业局提供的玉米收获期窄问分布信息基本一致。研究表明,变化向量分析方法通过定量分析收获季节内NDVI的变化过程,有效地反映出玉米收获规律,为作物收

3、获期遥感监测提供了一种新的研究思路。关键词:收获期,变化向量分析,HJ-CCD,NDVI,遥感doi:10.39690.issn.1002—6819.2011.02.030中图分类号:S127文献标志码:A文章编号:1002—6819(2011)一02—0180-07王垄,顾晓鹤,程耀东,等.基于变化向量分析的玉米收获期遥感监测[J】.农业工程学报,2011,27(2):180一T86.WangKun,GuXiaohc,ChengYaodong,eta1.Remotesensormonitoringforharvestti

4、meofsummermaizebasedonchangevectoranalysis[J].TransactionsoftheCSAE,201l,27(2):180一186.(inChinesewithEnglishabstract)0引言收获期是作物的关键生育期,作物收获过早,会导致籽粒灌浆不足,影响产量与品质;收获过晚则将影响下茬作物的播期。准确、及时地获取作物收获期信息,对于调控产量与品质、调整作物播期、合理配置收获机械具有重要意义ll叫。传统作物生育期监测的方法有田间观测法、气象积温法,均存在一定缺陷。田间观测法需

5、大量的人力和物力,且周期长,覆盖面积小,仅能获得有限的点位信息;积温法需要掌握详细的播期、品种、日温度资料、该品种达到某一物候期所需的热量条件,限制了该方法的实际应用能力【5训。然而遥感技术可以迅速的、不受地面条件限制的获取大范围的观测资料,这为我们提供了动态监测、量化大范围作物生育期的可能。利用遥感手段监测作物生育期,国内外学者已做了大量研究。MahmoudElHajj等将SPOT-5时间序列影像与作物生长模型和专家知识相结合监测甘蔗的收获期【71,A.Rangoonwala等利用NOAA/AVHRR影像的NDVI时间序

6、列数据中NDVI变化率监测作物的生育期【3J。刘爱军等2005年采用MODIS影像的NDVI数据集,并定义、收稿日期:201008.11修订日期:201l-ol-23基金项目:北京市优秀人才计划(PYZZ090416001998);国家自然科学青年基金项目(41001199);国家科技支撑计划项目(2008BAJ08803)作者简介:王垄(1985一).女,甘肃天水人,从事农业遥感应用研究。兰州兰州交通大学数理与软件工程学院,730070.Entail:kunyanl202,⑨yahoo.on※通信作者:顾晓鹤(1979一

7、).江苏人,博士,现主要从事农业遥感应用研究.北京北京农业信息技术研究中心,100097.Email:guxh@ncrdta.org.cn提取内蒙古锡林郭勒盟草原4种草地类型的关键生育期【9】,辛景峰等利用旬合成NOAA/AVHRR影像的NDVI序列数据,分别定义返青期为最早可能出现日期后的2个连续NDVI增加;成熟期为在可能出现的范围内,最后两个连续的NDVI降低;NDVI最大值定义为抽穗期,对黄淮海冬小麦区的返青期、抽穗期、成熟期进行了估测【6】。张峰等利用SPOT-VGT影像的相邻两时期NDVI值相减,确定NDVI变

8、化速率,增加速率最大处为冬小麦返青期,减小速率最大处为冬小麦收获期,NDVI最大处为抽穗期【l】。张明伟利用MODIS时间序列数据进行华北地区主要作物生育期信息提取,取得较好结果【loJ。以上作物生育期遥感监测的基本思路是:利用遥感影像的NDVI曲线形态变化与作物形态的显著变化之间响应关系,推测作物的生

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