基于Logistic模型的山東省秋季作物收獲期遙感監(jiān)測

　　摘要：收獲期是影響作物品質(zhì)和產(chǎn)量的關(guān)鍵生育期，準(zhǔn)確、及時地獲取作物收獲期對指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。該研究在分析秋季作物生長曲線變化特征的基礎(chǔ)上，利用MODISNDVI時序數(shù)據(jù)為遙感信息源，以Logistic模型為核心，運(yùn)用曲率最大值法，構(gòu)建秋季作物收獲期的遙感監(jiān)測模型，并以山東省為研究區(qū)，逐像元提取秋季作物的收獲時間。研究發(fā)現(xiàn)，2014年山東省的秋收時間主要集中在第260～285天，即9月中下旬到10月上旬，并呈現(xiàn)從南向北逐漸推遲的空間特征。該研究結(jié)果與地面觀測數(shù)據(jù)基本一致，并且該研究結(jié)論與已有的研究成果具有較好的一致性，說明該研究基于Logistic模型構(gòu)建的秋季作物收獲期遙感監(jiān)測模型是可靠的。研究結(jié)果可以為山東省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供一定的科學(xué)參考和指導(dǎo)，對促進(jìn)山東省農(nóng)業(yè)信息化和現(xiàn)代化具有重要意義。

　　關(guān)鍵詞：收獲期;Logistic模型;MODISNDVI;遙感;山東省

　　收獲期是作物的關(guān)鍵生育期，作物收獲的早晚影響作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。準(zhǔn)確、及時的獲取作物收獲期信息，對于提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量、調(diào)整作物播種期、指導(dǎo)規(guī)?；N植區(qū)域的機(jī)械化收割具有重要意義［1－5］。

　　1數(shù)據(jù)來源與研究方法

　　1．1數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理

　　1．1．1遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理。該研究使用的遙感數(shù)據(jù)為從全球MODIS數(shù)據(jù)免費(fèi)分發(fā)網(wǎng)站(http://ladsweb．nascom．nasa．gov)獲取的基于8d最大值合成的MODIS反射率數(shù)據(jù)(MOD09Q2)，空間分辨率為250m，時間范圍為2014209～2014305，即2014年7月28日～2014年11月8日共13期數(shù)據(jù)。

　　1．1．2NDVI信息提取。研究選用歸一化差值植被指數(shù)(NDVI)作為指示作物生育期變化的遙感指標(biāo)。NDVI能夠在很大范圍內(nèi)相當(dāng)精確地反映植被綠度、光合作用強(qiáng)度以及植被的季節(jié)性和年際變化［15－17］。利用MOD09Q2的2個波段反射率得到NDVI數(shù)據(jù)的計(jì)算公式如下:NDVI=ρnir－ρredρnir+ρred(1)式中，ρred為MOD09Q2第一波段(620～670nm)的反射率;ρnir為MOD09Q2第二波段(841～876nm)的反射率。

　　1．2秋收時間遙感監(jiān)測方法

　　作物生育期遙感監(jiān)測的實(shí)質(zhì)是發(fā)現(xiàn)作物在形態(tài)上發(fā)生顯著變化所對應(yīng)的日期。該研究根據(jù)平滑后的NDVI時間序列曲線，以Logistic模型(公式3)為核心，根據(jù)曲率極值法，提取秋季作物的收獲時間。作物收獲時間的具體提取流程如圖1所示。

　　2結(jié)果與分析

　　2．12014年山東省秋收進(jìn)程的空間特征

　　該研究以Logis-tic模型為核心，通過時序MODISNDVI信息，構(gòu)建秋季作物收獲期遙感監(jiān)測模型，獲得以儒略日為時間尺度的2014年山東省秋季作物收獲期空間分布，如圖2所示。

　　總體上看，2014年山東省秋季作物收獲時間從第240天持續(xù)到第300天左右，即9月初～11月上旬，持續(xù)時間較長，但主要集中在第260天到第285天之間，即9月中下旬～10月中旬，收獲作物占全省的89%以上，持續(xù)1個月左右。從空間上看，2014年山東省秋季作物收獲時間從南向北逐漸推遲，南部平原地區(qū)秋收時間主要集中在第265～270天左右，即9月中下旬，而德州、東營、煙臺等北部地區(qū)秋季作物收獲時間主要集中在第275～285天之間，即10月上中旬，南北相差15d左右，這與實(shí)際的山東省秋收進(jìn)程基本一致。收獲時間較早的地區(qū)出現(xiàn)在萊蕪市南部、新泰市和泗水縣等中部山地。

　　2．2結(jié)果驗(yàn)證

　　利用地面觀測數(shù)據(jù)對遙感監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，是檢驗(yàn)遙感提取方法精度的重要手段。由于缺乏2014年山東省秋收時間的地面監(jiān)測數(shù)據(jù)，該研究根據(jù)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)(http://cdc．cma．gov．cn)發(fā)布的高密、菏澤、濟(jì)寧等8個站點(diǎn)2009～2012年山東省夏玉米成熟期對該研究的提取結(jié)果進(jìn)行簡要的精度分析。其中，2009～2012年作物成熟平均日期來自站點(diǎn)觀測數(shù)據(jù)，對應(yīng)的遙感提取結(jié)果為站點(diǎn)所轄市區(qū)內(nèi)所有作物的平均收獲期，結(jié)果見表1。

　　3結(jié)論與討論

　　該研究以Logistic模型為核心，利用時序MODISNDVI信息，基于曲率最大值法，構(gòu)建了秋季作物收獲期的遙感監(jiān)測模型，提取了2014年山東省秋收時間。結(jié)果表明，2014年山東省秋收時間主要集中在第260～285天之間，即9月中下旬～10月中旬，并且空間上呈現(xiàn)從南向北逐漸推遲的趨勢，南北相差近15d左右。該研究結(jié)果與地面站點(diǎn)觀測數(shù)據(jù)和已有的研究基本一致，說明該研究構(gòu)建的秋收時間遙感監(jiān)測模型具有一定的可靠性，可以為山東省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供一定的指導(dǎo)和科學(xué)參考。

　　參考文獻(xiàn)

　?。?］SUNHY，ZHANGXY，CHENSY．Effectsofharvestandsowingtimeontheperformanceoftherotationofwinterwheat-summermaizeintheNorthChinaPlain［J］．IndustrialCropsandProducts，2007，25(3):239－247．

　　［2］謝黎虹，葉定池，陳能，等．播期和收獲期對“水豐兩優(yōu)1號”品質(zhì)的影響［J］．農(nóng)業(yè)氣象，2008，29(1):83－85．

　?。?］遲永琴．春小麥品質(zhì)與收獲期的關(guān)系［J］．作物雜志，1995，11(3):30－31．

　　侯學(xué)會，隋學(xué)艷，姚慧敏，梁守真，王猛，王素娟*

《基于Logistic模型的山東省秋季作物收獲期遙感監(jiān)測》

上一篇：秋季連陰雨對中稻收獲期的影響與對策探討

下一篇：松花菜花球的主要營養(yǎng)特點(diǎn)分析