基于高光谱数据的禹城市玉米遥感估产研究

发布时间：2020-05-09 02:58

【摘要】：农作物产量的估产是当今农业发展的重要方向,也是世界粮食安全保障的重要依据。我国拥有全世界最多的人口,国家发展首先要解决的就是人口的粮食问题。玉米是人类重要的粮食作物之一,确保玉米生产的安全性在粮食安全和提高农业生产能力方面具有很重要的意义。高光谱遥感监测技术在多种信息的监测和获取方面发展迅速,利用高光谱遥感技术实时、准确地获取玉米生长信息与冠层光谱特征参数之间的相关性对农业估产意义重大。高光谱遥感技术的有效利用,可以高效,无损地对玉米冠层进行信息采集,实现对玉米各个生长时期信息实时监测、玉米农学参数的定量反演,为精准、优化的玉米栽培和管理提供了科学指导。因此,利用高光谱数据对玉米进行估产可以为农业发展、粮食安全提供科学依据。本文利用高分一号遥感影像数据以及MODIS-NDVI成品数据为主要数据源,选取对应研究区内主要作物夏玉米关键生长期的卫星影像,结合植被指数利用回归模型反演得到玉米的LAI分布情况,然后通过LAI-环境产量模型和LAI-生物量模型结合所获取的各项影响因子参数进行遥感产量估产,得到2016年禹城市玉米产量估算结果,再对结果进行精度评价。本文主要的研究内容如下:(1)利用高分一号遥感影像获取禹城市土地利用分类状况及玉米种植分布情况,通过MODIS-NDVI成品数据结合不同植被指数(EVI、HJVI、MSAVI、RVI),并采用不同指标组建多元回归模型来获取叶面积指数(LAI)的分布情况。(2)对玉米生长过程的高光谱特征进行分析,反演得出不同生育期玉米冠层原始光谱变化规律,不同叶绿素含量、不同叶片含水率、不同生物量下的玉米冠层高光谱特征。(3)通过对“潜在-胁迫因子产量估算模式”下不同参数的选取,利用最佳时相的LAI作为反映玉米产量可能达到最高上限的生理因素,同时将累积气温、累积太阳辐射量与水分条件作为影响玉米最终产量的限制因子构建LAI-环境产量模型;利用各生育期玉米吸收的有效太阳辐射与温度、水分条件等胁迫因子的有机结合,获得对应各生育期的地上累积生物量,并结合收获指数构建LAI-生物量模型,运用两种模型分别进行估产。同时,与禹城市15个样区45个样点的实际采样结果进行对比,进而实现玉米实际产量与估算产量的精度评价。(4)基于LAI-环境产量模型的估产的平均值为10060 kg·hm~(-2),略大于中科院禹城站站提供的玉米产量均值水平9636 kg·hm~(-2),玉米单产水平基本介于到9800 kg·hm~(-2)之间;,基于LAI-生物量模型的平均值为9270 kg·hm~(-2),略大于中科院禹城站站提供的玉米产量均值水平9636 kg·hm~(-2),玉米单产水平基本介于到9980 kg·hm~(-2)之间。两个模型都达到了一定的精度,符合估产的精度要求。
【图文】：

技术路线图

禹城市相对地理位置示意图
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S127;S513

【参考文献】

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1 姚玉霞;赵建华;刘晓彦;胡楠;;基于遥感技术的玉米产量预测估产研究与实践[J];黑龙江科技信息;2013年03期

2 李登科;范建忠;王娟;;基于MOD17A3的陕西省植被NPP变化特征[J];生态学杂志;2011年12期

3 高大伟;张小伟;蔡菊珍;何月;林建忠;;浙江省植被覆盖时空动态及其与生态气候指标的关系[J];应用生态学报;2010年06期

4 刘勇洪;权维俊;高燕虎;;华北植被的净初级生产力研究及其时空格局分析[J];自然资源学报;2010年04期

5 宋轩;崔剑;陈杰;;基于GIS和RS的河南省植被净初级生产力估算[J];郑州大学学报(理学版);2009年03期

6 闫慧敏;刘纪远;曹明奎;;中国农田生产力变化的空间格局及地形控制作用[J];地理学报;2007年02期

7 姜立鹏;覃志豪;谢雯;徐斌;;基于MODIS数据的草地净初级生产力模型探讨[J];中国草地学报;2006年06期

8 朱文泉,陈云浩,徐丹,李京;陆地植被净初级生产力计算模型研究进展[J];生态学杂志;2005年03期

9 刘纪远,张增祥,庄大方,王一谋,周万村,张树文,李仁东,江南,吴世新;20世纪90年代中国土地利用变化时空特征及其成因分析[J];地理研究;2003年01期

10 彭少麟,郭志华,王伯荪;利用GIS和RS估算广东植被光利用率[J];生态学报;2000年06期

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1 郑利娟;基于高分一/六号卫星影像特征的农作物分类研究[D];中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所);2017年

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3 李贵才;基于MODIS数据和光能利用率模型的中国陆地净初级生产力估算研究[D];中国科学院研究生院（遥感应用研究所）;2004年

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2 解飞;基于高光谱数据的玉米生长信息估算模型研究[D];西北农林科技大学;2016年

3 安美玲;黑河中游甘州区春玉米遥感估产研究[D];西北师范大学;2014年

4 王学强;黑河流域中游盆地玉米作物遥感估产研究[D];兰州大学;2014年

5 彭丽;基于MODIS和气象数据的陕西省小麦与玉米产量估算模型研究[D];浙江大学;2014年

6 李新磊;基于RS和TSDM的玉米测产研究[D];吉林农业大学;2011年

7 陆逸;基于MODIS数据的三峡库区净初级生产力遥感估算研究[D];华中农业大学;2011年

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本文编号：2655490