DB61 T 1131-2018 苹果树长势遥感监测技术规程.pdf

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1、DB61/ T 11312018 I ICS 07.040A 77 DB61陕 西 省 地 方 标 准DB 61/T 1131 2018苹 果 树 长 势 遥 感 监 测 技 术 规 程 Technology rules for monitoring apple tree growth by remote sensing 2018 -03- 09发 布 2018- 04-09实 施陕 西 省 质 量 技 术 监 督 局 发 布 DB61/ T 11312018 II 目 次前 言 .II1 范 围 .12 术 语 与 定 义 .13 技 术 要 求 .14 监 测 方 法 .25 长 势 遥

2、感 监 测 .2附 录 A（ 规 范 性 附 录 ） 长 势 遥 感 监 测 涉 及 的 说 明 项 目 .5附 录 B（ 规 范 性 附 录 ） 果 树 长 势 遥 感 监 测 报 告 模 板 .6 DB61/ T 11312018 III 前 言本 标 准 按 照 GB/T 1.1 2009给 出 的 规 则 起 草 。本 标 准 由 杨 凌 农 业 高 新 技 术 产 业 示 范 区 科 技 信 息 中 心 提 出 。本 标 准 由 陕 西 省 农 业 厅 归 口 。本 标 准 起 草 单 位 ： 北 京 农 业 信 息 技 术 研 究 中 心 、 北 京 农 业 质 量 标 准 与 检

3、 测 技 术 研 究 中 心 、 杨 凌 示 范区 科 技 信 息 中 心 、 西 北 农 林 科 技 大 学 。本 标 准 主 要 起 草 人 ： 王 纪 华 、 冯 海 宽 、 卫 景 芳 、 杨 小 冬 、 赵 政 阳 、 徐 新 刚 、 杨 贵 军 、 顾 晓 鹤 、 侯 宝英 、 谢 胜 菊 。本 标 准 由 杨 凌 农 业 高 新 技 术 产 业 示 范 区 科 技 信 息 中 心 负 责 解 释 。本 标 准 首 次 发 布 。单 位 ： 杨 凌 农 业 高 新 技 术 产 业 示 范 区 科 技 信 息 中 心 电 话 ： 029 87030801地 址 ： 陕 西 省 咸 阳

4、 市 杨 凌 农 业 高 新 技 术 产 业 示 范 区 新 桥 北 路 6号 政 务 大 厦 312室邮 编 ： 712100 DB61/ T 11312018 1 苹 果 树 长 势 遥 感 监 测 技 术 规 程1 范 围本 标 准 规 定 了 苹 果 树 长 势 遥 感 监 测 的 技 术 要 求 与 方 法 步 骤 。本 标 准 适 用 于 陕 西 省 苹 果 树 分 布 区 域 其 长 势 的 遥 感 监 测 业 务 。2 术 语 与 定 义下 列 术 语 和 定 义 适 用 于 本 文 件2.1 遥 感 影 像 数 据 remote sensing imagery data应 用

5、 卫 星 、 航 空 飞 机 或 无 人 机 飞 行 平 台 获 取 覆 盖 大 面 积 地 表 的 多 光 谱 、 高 光 谱 影 像 数 据 。2.2 植 被 指 数 vegetation index利 用 遥 感 影 像 数 据 不 同 波 段 反 射 率 ， 通 过 运 算 生 成 的 可 以 表 征 植 被 生 长 状 况 的 光 谱 特 征 指 标 。2.3 归 一 化 差 值 植 被 指 数 normal difference vegetation index； NDVI指 遥 感 影 像 近 红 外 波 段 （ NIR） 与 可 见 光 红 光 波 段 （ Red） 的 反 射

6、 率 之 差 与 二 者 之 和 的 比 值 。2.4 叶 面 积 指 数 leaf area index； LAI 指 单 位 土 地 面 积 上 ， 植 物 叶 片 面 积 与 土 地 面 积 的 比 值 。3 技 术 要 求3.1 遥 感 影 像 数 据3.1.1 用 于 苹 果 树 长 势 监 测 的 遥 感 数 据 ， 应 为 多 时 相 数 据 ， 包 括 苹 果 树 春 梢 停 长 期 和 秋 梢 停 长 期 2 个主 要 生 育 时 期 获 取 的 遥 感 影 像 数 据 。3.1.2 影 像 的 空 间 分 辨 率 应 不 低 于 30m。3.1.3 遥 感 影 像 至 少

7、应 包 括 绿 光 波 段 、 红 光 波 段 和 近 红 外 波 段 的 数 据 。3.1.4 原 始 影 像 监 测 范 围 内 云 量 应 小 于 等 于 5%， 无 传 感 器 条 带 噪 声 ， 经 过 预 处 理 和 校 正 的 影 像 中 各 种典 型 地 物 具 有 明 辨 的 光 谱 特 征 ， 几 何 校 正 精 度 需 达 到 1 个 像 元 尺 寸 以 内 。3.2 地 面 调 查 3.2.1 采 用 网 格 化 抽 样 方 法 确 定 用 于 苹 果 树 长 势 监 测 的 地 块 ， 抽 样 面 积 不 超 过 监 测 面 积 的 5%。 DB61/ T 11312

8、018 2 3.2.2 LAI测 量 采 用 鱼 眼 镜 头 传 感 器 ， 测 定 时 选 择 早 晚 （ 日 出 前 或 日 落 后 最 佳 ） 或 阴 天 （ 太 阳 被 均 一的 云 遮 挡 ） 进 行 。 方 法 一 ： 测 量 LAI 时 探 头 置 于 冠 层 顶 部 测 定 一 次 ， 随 后 把 探 头 置 于 地 面 上 在 待 测 果 树的 东 南 西 北 四 个 不 同 的 位 置 分 别 向 上 观 测 1 次 。 方 法 二 ： 测 量 LAI时 ， 在 每 一 个 测 点 均 在 冠 层 顶 部 测 1次 ， 下 部 （ 行 间 及 行 内 ） 重 复 测 量 6

9、 次 10次 。 冠 层 下 方 的 测 量 在 同 一 水 平 面 上 （ 距 地 面 10cm左 右 ） 。3.2.3 在 抽 样 地 块 中 实 测 点 的 位 置 处 ， 用 大 地 测 量 方 法 记 录 样 本 点 的 经 纬 度 坐 标 信 息 。 测 量 定 位 精 度高 于 1m。4 监 测 方 法4.1 准 备 工 作苹 果 树 长 势 遥 感 监 测 所 需 要 的 基 础 数 据 有 ： 监 测 区 行 政 区 划 图 ； 土 地 利 用 图 ， 比 例 尺 采 用 1:5万 ， 乡 镇 级 1:1万 ， 村 级 1:5000。4.2 监 测 范 围单 元 苹 果 树

10、种 植 区 面 积 大 于 等 于 900m2。4.3 监 测 时 间苹 果 树 落 花 后 至 果 实 收 获 期 。 具 体 监 测 时 间 应 根 据 不 同 地 区 苹 果 树 生 长 物 候 期 调 整 确 定 。4.4 遥 感 影 像 数 据 预 处 理按 照 本 标 准 3.1的 要 求 ， 对 于 获 取 的 遥 感 影 像 数 据 进 行 辐 射 定 标 、 大 气 校 正 和 几 何 校 正 等 预 处 理 。4.5 NDVI计 算近 红 外 和 可 见 光 红 光 波 段 反 射 率 从 预 处 理 后 的 遥 感 影 像 中 提 取 ， NDVI通 过 公 式 （ 1）

11、 计 算 获 得 ：dReNIR dReNIRNDVI .(1)式 中 ：NDVI 为 归 一 化 差 值 植 被 指 数 ；NIR 影 像 的 近 红 外 波 段 反 射 率 ；dRe 影 像 可 见 光 红 光 波 段 反 射 率 。5 长 势 遥 感 监 测5.1 提 取 苹 果 树 样 点 的 光 谱 反 射 率根 据 苹 果 树 样 点 的 经 纬 度 位 置 ， 将 苹 果 树 样 点 与 多 光 谱 或 高 光 谱 影 像 空 间 叠 加 分 析 ， 提 取 每 个 苹 果树 样 点 的 光 谱 反 射 率 信 息 。 5.2 NDVI计 算将 计 算 得 到 的 样 点 的 反

12、 射 率 数 据 ， 按 照 4.5中 要 求 ， 计 算 每 个 样 点 的 NDVI 。5.3 构 建 监 测 模 型 DB61/ T 11312018 3 根 据 苹 果 树 实 测 的 LAI和 所 对 应 NDVI ， 通 过 线 性 回 归 建 立 苹 果 树 LAI和 NDVI 的 关 系 函 数 ， 并 选择 拟 合 误 差 最 小 的 函 数 作 为 LAI遥 感 指 数 反 演 模 型 。 从 所 有 苹 果 树 样 本 中 随 机 抽 取 2/3样 本 量 建 立 线 性 回归 模 型 ， 其 余 1/3样 本 用 于 监 测 模 型 的 精 度 验 证 。5.4 苹 果

13、 树 长 势 分 级5.4.1 根 据 LAI的 空 间 距 平 百 分 率 ， 结 合 LAI 大 小 将 长 势 分 为 旺 、 中 和 弱 三 级 。 对 于 某 一 块 种 植 区 ，LAI的 空 间 距 平 百 分 率 按 照 公 式 （ 2） 计 算 获 得 ： %100LAILAILAIILA i ii .(2)式 中 ：ILA 为 LAI空 间 距 平 百 分 率 ；iLAI 为 某 块 种 植 区 单 棵 苹 果 树 LAI；iLAI 为 某 块 种 植 区 平 均 LAI。5.4.2 长 势 分 级 ：a) iLAI 3， 长 势 分 为 旺 和 中 二 级 ；1) ILA

14、 -20%， 长 势 为 中 ；2) 其 余 长 势 为 旺 ；b) 2 iLAI 3， 长 势 分 为 旺 、 中 和 弱 三 级 ；1) ILA 20%， 长 势 为 旺 ；2) -20% ILA 20%， 长 势 为 中 ； 3) ILA -20%， 长 势 为 弱 ；c) iLAI 2， 长 势 分 为 中 和 弱 二 级 ；1) ILA 20%， 长 势 为 中 ；2) 其 余 为 长 势 弱 。5.5 苹 果 树 长 势 指 标 空 间 填 图将 多 光 谱 或 高 光 谱 影 像 反 射 率 计 算 的 NDVI 代 入 监 测 模 型 ， 即 可 计 算 得 到 评 价 区 域

15、 的 果 树 冠 层 叶面 积 指 数 的 空 间 分 布 图 。5.6 监 测 正 确 率 要 求以 不 少 于 总 样 点 三 分 之 一 的 地 面 样 点 调 查 数 据 与 遥 感 监 测 结 果 进 行 对 比 ， 按 照 公 式 （ 3） 计 算 正 确率 ， 将 正 确 率 大 于 等 于 80%的 结 果 记 为 合 格 。 %100DRA i .(3)式 中 ：A 正 确 率 ； DB61/ T 11312018 4 iR 遥 感 监 测 各 长 势 等 级 与 对 应 地 面 调 查 点 长 势 等 级 一 致 的 样 点 数 ；D 地 面 长 势 调 查 的 总 样 点

16、 数 。5.7 编 写 长 势 遥 感 监 测 报 告5.7.1 苹 果 树 长 势 监 测 报 告 要 求5.7.1.1 编 写 的 苹 果 树 长 势 监 测 报 告 包 括 以 下 要 素 ：a) 标 题 ；b) 正 文 ；c) 苹 果 树 长 势 监 测 统 计 信 息 表 ；d) 苹 果 树 长 势 监 测 分 布 示 意 图 ；e) 报 告 编 写 人 和 编 写 时 间 。5.7.1.2 苹 果 树 长 势 遥 感 监 测 报 告 的 模 板 应 符 合 附 录 B 的 规 定 。 5.7.2 苹 果 树 长 势 信 息 统 计 表按 照 本 标 准 5.4的 要 求 ， 在 得

17、 到 各 行 政 区 域 的 苹 果 长 势 分 级 信 息 的 基 础 上 ， 生 成 苹 果 树 长 势 信 息 统计 表 格 ， 表 格 字 段 内 容 应 符 合 附 录 A.1的 规 定 。5.7.3 苹 果 树 长 势 分 布 示 意 图按 照 本 标 准 5.5的 要 求 ， 在 获 取 苹 果 树 长 势 空 间 分 布 图 的 基 础 上 ， 制 作 苹 果 树 长 势 分 布 示 意 图 ， 苹果 树 长 势 分 布 示 意 图 中 包 括 以 下 要 素 应 符 合 附 录 B的 规 定 ：a) 标 题 ；b) 指 北 针 ；c) 比 例 尺 ；d) 经 、 纬 度 网

18、格 ；e) 图 例 ； f) 制 图 单 位 和 日 期 ；g) 遥 感 数 据 源 说 明 。 DB61/ T 11312018 5 AA附 录 A（ 规 范 性 附 录 ）长 势 遥 感 监 测 涉 及 的 说 明 项 目A.1 长 势 遥 感 监 测 涉 及 的 说 明 项 目长 势 遥 感 监 测 涉 及 的 说 明 项 目 见 表 A.1。表 A.1 长 势 遥 感 监 测 涉 及 的 说 明 项 目 项 目 类 型 项 目 名 称 注 释遥 感 影 像 多 光 谱 或 高 光 谱 影 像 至 少 包 括 绿 波 段 、 红 波 段 和 近 红 外 波 段 的 数 据 。高 空 间

19、分 辨 率 用 于 县 域 及 以 上 尺 度 （ 优 于 30m）样 点 空 间 位 置 坐 标 经 度 格 式 ： . （ 单 位 ： 度 ）纬 度 格 式 ： . （ 单 位 ： 度 ）长 势 信 息 统 计 表 行 政 区 域 名 估 测 区 域 内 各 行 政 区 域 的 名 称种 植 面 积 单 位 ： m 2长 势 分 级 长 势 分 为 ： 旺 、 中 、 弱长 势 遥 感 监 测 图 长 势 空 间 分 布 图 TIF 格 式 ， 自 身 具 有 空 间 坐 标 信 息长 势 分 布 示 意 图 JPG 格 式 ， 分 辨 率 大 于 等 于 100dpi DB61/ T 11312018 6 BB附 录 B（ 规 范 性 附 录 ）果 树 长 势 遥 感 监 测 报 告 模 板B.1 某 地 某 年 某 苹 果 树 长 势 遥 感 监 测 报 告某 地 某 年 某 苹 果 树 长 势 遥 感 监 测 报 告 （ 报 告 正 文 ） 。表 某 地 某 年 某 苹 果 树 长 势 遥 感 监 测 统 计 信 息 表行 政 区 域 名 长 势 旺 长 势 中 长 势 弱区 域 1 区 域 2 表 某 地 某 年 某 苹 果 树 长 势 遥 感 监 测 分 布 示 意 图 编 写 年 月 日_