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