DB37 T 3796-2019 小麦冬前苗情卫星遥感监测技术规范.pdf

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1、ICS 07.060 B 18 DB37 山东省 地 方 标 准 DB 37/T 3796 2019 小麦冬前苗情卫星遥感监测技术规范 Specification for satellite remote sensing of winter wheat seedling growth condition before over-wintering period 2019 - 12 - 24 发布 2020 - 01 - 24 实施 山东省市场监督管理局 发布 DB37/T 3796 2019 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4

2、数据要求 . 1 5 计算方法 . 2 6 监测流程 . 3 附录 A（规范性附录） 小麦冬前苗情卫星遥感监测模型参数 . 4 附录 B（资料性附录） 小麦冬前苗情分类农学指标 . 6 参考文献 . 7 DB37/T 3796 2019 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 2009给出的规则起草。 本标准由山东省 气象 局提出并组织实施。 本标准由山东省 气象标准化技术 委员会 （ 鲁 TC 16）归口。 本标准起草单位：山东省气 候中心。 本标准主要起草人：胡先锋、薛晓萍、鞠正春、李峰、王昊、李楠。 DB37/T 3796 2019 1 小麦冬前苗情卫星遥感监测技术规范 1 范围 本

3、标准规定了小麦冬前苗情卫星遥感监测的数据要求、计算方法和监测流程。 本标准适用于 地级行政区 小麦冬前苗情卫星遥感监测。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 QX/T 364 2016 卫星遥感冬小麦长势监测图形产品制作规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本 文件。 3.1 越冬期 over-wintering period 冬前平均气温稳定降至 0 1 以下，麦苗基本停止生长的生育时期。 3.2 小麦苗情 winter wheat seedli

4、ng growth condition 小麦个体和群体的生长状况。 注： 小麦长势划分为旺苗、一类苗 、二类苗和三类苗。 3.3 归一化差值植被指数 normalized difference vegetation index； NDVI 用于植被指数计算的近红外波段和可见光波段反射率之差与这两个波段反射率之和的比值。 QX/T 284 2015,定义 2.3 4 数据要求 4.1 卫星数据选择 4.1.1 宜选择根据 MODIS 传感器获取的红光波段和近红外波数据计算的归一化差值植被指数（ NDVI）。 4.1.2 应选择小麦越冬期开始前 10 日的监测数据。 4.2 卫星数据前期处理 DB

5、37/T 3796 2019 2 4.2.1 卫星数据应经过定标、大气订正、几何校正、投影及坐标系转换、云检测等处理，所有栅格数 据和矢量数据应统一地理坐标系和投影方法。 4.2.2 小麦种植分布信息应按 QX/T 364 2016 中 5.3.2 的要求提取。 5 计算方法 5.1 单时次归一化差值植被指数 单时次 NDVI的计算见公式（ 1）。 REDNIR REDNIRNDVI RR RRI . (1) 式中： INDVI 某个小麦像元单时次的 NDVI； RNIR 近红外波段的反射率； RRED 红光波段的反射率。 5.2 NDVI 最大值合成 分别计算某个小麦像元越冬前 10日内各时

6、次的 NDVI，选取其中的最大值作为该像元植被指数合成值 INDVI(i)，见公式（ 2）。 ( ) m a x ( ( ,1 ) , ( , 2 ) , , ( , ) )N D V I N D V I N D V I N D V II i I i I i I i t . (2) 式中： INDVI(i) 第 i 个小麦像 元最大值合成后的 NDVI； i 某地市小麦像元序号； INDVI(i,t) 第 i 个小麦像元第 t 时次的 NDVI； t 越冬前 10日内该像元的观测总时次， t 2。 5.3 NDVI 平均值 计算某地市所有小麦像元 NDVI合成值的算术平均值，见公式（ 3）。

7、ri/ 1 ，mII m i iN D VI . (3) 式中： I NDVI 某地市 NDVI平均值； m 某地市小麦像元总数； i 某地市小麦像元序号； Ii 某地市第 i 个小麦像元合成后的 NDVI； r 区域代码。 5.4 构建监测模型 DB37/T 3796 2019 3 按 旺苗、一类苗、二类苗和三类苗所占的 百分比，将某地市小麦像元 INDVI(i)按数值由大到小分为 4 类，临界值分别为 T0/1、 T1/2、 T2/3。 选择近期且不少于 10 年的监测数据，分别建立以 T0/1、 T1/2、 T2/3和 I NDVI为变量的 线性回归方程 ，见公式（ 4）。 NDVIT

8、aI b.（ 4） 式中： T 某地 市小麦苗情分类 NDVI临界值，代表旺苗与一类苗，一类苗与二类苗以及二类苗与三 类苗的分类临界值分别为 T0/1、 T1/2和 T2/3； I NDVI 某地市 NDVI平均值； a， b 回归系数。 2008年 2017年的 T0/1、 T1/2、 T2/3和 NDVII 构建的小麦冬前苗情卫星遥感监测模型参数见附录 A。 5.5 分类判定条件 以公式（ 4）得到的 T0/1、 T1/2、 T2/3作为分类临界值，将区域小麦像元 INDVI(i)划分为下列 4类： a) 若 INDVI(i) T0/1， 则判定为旺苗； b) 若 T1/2 INDVI(i

9、) T0/1， 则判定为一类苗； c) 若 T2/3 INDVI(i) T1/2， 则判定为二类苗； d) 若 INDVI(i) T2/3，则判定为三类苗。 各类小麦冬前苗情农学参数指标参 见附录 B。 6 监测流程 小麦 冬前苗情卫星遥感监测应按下列流程操作： a) 卫星数据的读取及前期处理； b) 计算小麦像元单时次 INDVI以及 NDVI 合成值 INDVI(i)； c) 分地市计算小麦像元 NDVI 平均值 I NDVI； d) 根据表 A.1 给出的参数计算 INDVI(i)的分类临界值； e) 按分类条件将各地市小麦像元 INDVI(i)分为 4 类； f) 计算每一类像元数占区

10、域像元总数的百分比； g) 制作小麦冬前苗情分类卫星 遥感监测分布图。 DB37/T 3796 2019 4 A A 附 录 A （规范性附录） 小麦冬前苗情卫星遥感监测模型参数 表 A.1给出了以 MODIS传感器 250 m分辨率卫星数据建 立的山东省 16个地市小麦冬前苗情分类 NDVI临 界值模型参数。 表 A.1 山东省 16 个地市小麦冬前 苗情分类 NDVI 临界值模型参数 地市 小麦冬前苗情分类临界值 参数 a 参数 b 威海 T0/1 1.2928 14.049 T1/2 0.9427 26.191 T2/3 0.7008 28.832 烟台 T0/1 1.7194 - 61

11、.176 T1/2 0.8955 22.336 T2/3 0.7588 8.1354 青岛 T0/1 0.9175 118.79 T1/2 0.7918 27.351 T2/3 0.6423 30.146 潍坊 T0/1 0.9376 165.22 T1/2 0.6655 81.51 T2/3 0.45 58.97 临沂 T0/1 1.2688 109.42 T1/2 0.6483 90.461 T2/3 0.2686 121.85 日照 T0/1 1.4492 - 3.6795 T1/2 0.8132 31.903 T2/3 0.896 - 40.149 东营 T0/1 1.1822 150

12、.06 T1/2 1.2039 - 56.112 T2/3 0.7137 - 6.0939 淄博 T0/1 1.2716 66.377 T1/2 0.9646 - 30.717 T2/3 0.4627 29.032 滨州 T0/1 1.1513 127.17 T1/2 1.0944 - 19.018 T2/3 0.5972 38.5 DB37/T 3796 2019 5 表 A.1 山东省 16 个地 市小麦冬前苗情分类 NDVI 临界值模型参数（ 续 ） 地市 小麦冬前苗情分类临界值 参数 a 参数 b 德州 T0/1 1.4197 14.167 T1/2 0.6172 117.38 T2/

13、3 0.6024 35.524 聊城 T0/1 0.4938 297.62 T1/2 0.9489 28.386 T2/3 0.6247 45.064 枣庄 T0/1 0.9183 226.45 T1/2 0.9845 7.4912 T2/3 0.3222 97.579 济南 T0/1 0.7486 225.21 T1/2 0.8731 37.481 T2/3 0.6046 16.918 菏泽 T0/1 0.9643 132.07 T1/2 0.8703 57.977 T2/3 0.6946 21.083 济宁 T0/1 0.695 245.61 T1/2 0.991 - 2.0638 T2/

14、3 0.8316 - 46.543 泰安 T0/1 0.802 269.36 T1/2 0.6877 85.788 T2/3 0.6417 - 4.9056 注： 所有临界值模型中所使用的变量值均为 NDVI值乘以 1 000倍。 DB37/T 3796 2019 6 B B 附 录 B （资料性附录） 小麦冬前苗情分类农学指标 表 B.1给出了小麦冬前苗情分类农学指标。 表 B.1 小麦冬前苗情分类农学 指标 苗情分类 亩茎数（ N1） 万株 单株分蘖数（ N2） 个 三叶以上大蘖（ N3） 个 单株次生根（ N4） 条 旺苗 N1 80 N2 6 N3 4 N4 8 一类苗 60 N1 80 4 N2 6 2.5 N3 4 5 N4 8 二类苗 45 N1 60 2.5 N2 4 1.5 N3 2.5 3 N4 5 三类苗 N1 45 N2 2.5 N3 1.5 N4 3 DB37/T 3796 2019 7 参 考 文 献 1 QX/T 284 2015 甘蔗长势卫星遥感评估技术 规范 2 QX/T 299 2015 农业气象观测规范 冬小麦 3 DB14/T 871 2014 冬小麦苗情分类及监测技术规范 4 中国气象局 .农业气象观测规范 M. 北京 :气象出版社 .1993 _