ICS65.020.01

CCSB07

23

黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)

DB23/T3664—2023

遙感預(yù)測玉米產(chǎn)量技術(shù)規(guī)范

2023-12-29發(fā)布2024-01-28實(shí)施

黑龍江省市場監(jiān)督管理局??發(fā)布

DB23/T3664—2023

目次

前言..................................................................................II

1范圍.................................................................................1

2規(guī)范性引用文件.......................................................................1

3術(shù)語和定義...........................................................................1

4應(yīng)用環(huán)境條件.........................................................................1

5數(shù)據(jù)采集.............................................................................1

5.1產(chǎn)量數(shù)據(jù).........................................................................1

5.2遙感數(shù)據(jù).........................................................................3

5.3玉米種植數(shù)據(jù)采集.................................................................4

5.4數(shù)據(jù)格式.........................................................................5

6產(chǎn)量預(yù)測.............................................................................7

6.1玉米產(chǎn)量預(yù)測流程.................................................................7

6.2數(shù)據(jù)存儲.........................................................................7

6.3關(guān)聯(lián)分析.........................................................................7

6.4篩選敏感遙感指數(shù).................................................................7

6.5構(gòu)建遙感預(yù)測模型.................................................................7

6.6生成產(chǎn)量空間分布圖...............................................................7

7數(shù)據(jù)安全.............................................................................8

參考文獻(xiàn)...............................................................................9

I

DB23/T3664—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。

本文件由中共黑龍江省委網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會辦公室提出并歸口。

本文件起草單位：黑龍江省網(wǎng)絡(luò)空間研究中心、東北林業(yè)大學(xué)、大慶市邁亞微云科技有限公司、陽

光農(nóng)業(yè)相互保險(xiǎn)公司、聯(lián)通（黑龍江）產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有限公司。

本文件主要起草人：谷俊濤、李超、肖鴻江、崔文星、于洋、孟奇、景維鵬、周瑩、孫恕、吳瓊、

陳峰、李銳、杜宇芳、劉明鴿、孟鴿。

II

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遙感預(yù)測玉米產(chǎn)量技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了遙感預(yù)測玉米產(chǎn)量的應(yīng)用環(huán)境條件、數(shù)據(jù)采集和預(yù)測過程。

適用于黑龍江省玉米種植區(qū)產(chǎn)量評估。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB17859計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)安全保護(hù)等級劃分準(zhǔn)則

GB/T25058信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)實(shí)施指南

GB/T37973信息安全技術(shù)大數(shù)據(jù)安全管理指南

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

遙感remotesensing

廣義是指用間接的手段來獲取目標(biāo)狀態(tài)信息的方法。但一般多指從人造衛(wèi)星或飛機(jī)對地面觀測，通

過電磁波（包括光波）的傳播與接收，感知目標(biāo)的某些特性并加以進(jìn)行分析的技術(shù)。

3.2

遙感指數(shù)remotesensingindex

由遙感光譜不同波段反射率組合變換后形成的一種參數(shù)。

4應(yīng)用環(huán)境條件

4.1玉米產(chǎn)量遙感預(yù)測應(yīng)在晴朗、少云、風(fēng)小的天氣進(jìn)行。

4.2監(jiān)測時間以北京時間9:00至16:00為宜。

5數(shù)據(jù)采集

5.1產(chǎn)量數(shù)據(jù)

5.1.1數(shù)據(jù)取樣

5.1.1.1取樣田塊（地段）的確定

根據(jù)測產(chǎn)方規(guī)模，將測產(chǎn)方分為若干個單元，每個單元選代表性田塊（地段）對角線取樣，選3個～

5個點(diǎn)，每個點(diǎn)面積不少于2畝。其中：

a)測產(chǎn)方規(guī)模在100畝以內(nèi)的，將測產(chǎn)方分成5個單元；

1

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b)測產(chǎn)規(guī)模在100-1000畝的，將測產(chǎn)方分成10個單元；

c)測產(chǎn)方規(guī)模在1000畝以上的，將測產(chǎn)方分成20個單元。

5.1.1.2取樣點(diǎn)

離地塊邊界至少60m，能代表該地塊的平均水平。

5.1.1.3取樣時期

分別在玉米拔節(jié)期、抽雄期及成熟期進(jìn)行取樣。

5.1.2測定方法

5.1.2.1生育期判別

玉米生育期判別標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1玉米生育期判別標(biāo)準(zhǔn)

玉米生育期判別標(biāo)準(zhǔn)

播種試驗(yàn)小區(qū)和大田播種日期保持一致，并記錄實(shí)際播種日期。

出苗期從芽鞘中露出第一片葉，長約3cm。

三葉期從第二葉葉鞘中露出第三片葉，長約2cm。

七葉期從第六葉葉鞘中露出第七片葉，長約2cm。

拔節(jié)期玉米基部節(jié)間由扁平變圓，近地面用手可摸到圓而硬的莖節(jié)，節(jié)間長度約為3cm。

抽雄期雄穗的頂部小穗從葉鞘中露出。

開花期雄穗中上部花藥露出散出花粉。

吐絲期植株雌穗苞葉中露出花絲。

雌穗的花絲變成暗棕色或褐色，外層苞葉顏色變淺仍呈綠色，子粒形狀已達(dá)到正常大小，果穗

乳熟期

中下部的子粒充滿較濃的白色漿液。

表示以上植株外層苞葉變黃，花絲干枯，子粒硬化，呈現(xiàn)該品種固有的顏色，不易被指甲

成熟期80%

切開。

5.1.2.2測定產(chǎn)量構(gòu)成因素

玉米產(chǎn)量測定的主要因素是單株結(jié)棒率、每棒平均粒數(shù)、百粒重、畝播種量、畝保苗數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)水分。

5.1.2.3取樣方法

統(tǒng)一使用邊長為5m～10m方形取樣框，采用三點(diǎn)取樣法，取框內(nèi)玉米樣后，標(biāo)記編號，并裝入網(wǎng)

袋帶回實(shí)驗(yàn)室測產(chǎn)。

5.1.2.4調(diào)查畝株數(shù)

選定的取樣點(diǎn)測量行、株距。其中：

a)行距：每地塊量連續(xù)2l行寬度，求平均行距；

b)株距：每點(diǎn)選一行測連續(xù)5l株長度，求平均株距。

c)每畝株數(shù)計(jì)算公式為：

每畝株數(shù)＝666.7m2÷平均行距(m)÷平均株距(m)

2

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5.1.2.5調(diào)查單株結(jié)穗數(shù)

在調(diào)查株距的樣點(diǎn)調(diào)查果穗數(shù)，空稈數(shù)、求出單株平均結(jié)穗數(shù)。單株平均結(jié)穗數(shù)計(jì)算公式為：

單株平均結(jié)穗數(shù)=樣點(diǎn)果穗數(shù)／樣點(diǎn)總株數(shù)

畝穗數(shù)=畝株數(shù)×單株平均結(jié)穗數(shù)。

5.1.2.6測定產(chǎn)量

在選定樣點(diǎn)的植株上，剝開苞葉計(jì)算每穗粒數(shù)，然后根據(jù)該品種常年百粒重計(jì)算產(chǎn)量。測定產(chǎn)量的

計(jì)算公式為：

理論產(chǎn)量(每畝/kg)=每畝穗數(shù)×每穗粒數(shù)×百粒重(g)/100000

5.2遙感數(shù)據(jù)

5.2.1影像數(shù)據(jù)獲取

綜合考慮衛(wèi)星的觀測時間和天氣、光照等條件，選取7月中旬——8月下旬遙感影像，拍攝時間為北

京時間9:00至16:00，要求云量低于5%，空間分辨率不低于10m，光譜波段推薦包括紅、綠、藍(lán)、近紅

外、短波紅外以及紅邊波段，推薦數(shù)據(jù)源如下：

a)高分一號衛(wèi)星，高分辨率相機(jī)全色分辨率2米、多光譜分辨率8米，重訪周期為4天；

b)高分二號衛(wèi)星，高分辨率相機(jī)全色分辨率0.8米，多光譜相機(jī)可以獲取包括紅、綠、藍(lán)、近紅

外等波段的數(shù)據(jù)，分辨率率3.2米，重訪周期為5天；

c)高分六號衛(wèi)星，全色2米分辨率、多光譜分辨率8米，重訪周期為5天；

d)Landsat-8衛(wèi)星，提供短波紅外（SWIR）波段、近紅外波段等9個波段，空間分辨率為30米，

其中包括一個15米的全色波段，成像寬幅為185x185km。雖然分辨率略低于10m的要求，但

Landsat-8數(shù)據(jù)光譜覆蓋范圍較廣，重訪周期為16天；

e)哨兵-2號衛(wèi)星，可覆蓋13個光譜波段，幅寬達(dá)290千米。地面分辨率分別為10m、20m和60m、

重訪周期為10天，重訪周期為5天。具有可見光和近紅外到短波紅外波段，紅邊范圍含有三

個波段；

f)無人機(jī)遙感，具備航點(diǎn)導(dǎo)航、定點(diǎn)、懸停、定高、航線、區(qū)域覆蓋、環(huán)繞等模式，搭載可見

光、多光譜、高光譜或者激光雷達(dá)傳感器。

5.2.2遙感指數(shù)

用于玉米產(chǎn)量預(yù)測的遙感指數(shù)如表2所示。

表2遙感指數(shù)

植被光譜指數(shù)植被光譜指數(shù)植被光譜指數(shù)

NormalizedDifferencedVegetationIndex,

歸一化植被指數(shù)

NDVI

???????

NDVI=

???+???

增強(qiáng)型植被指數(shù)TheEnhancedVegetationIndex,EVI

???????

EVI=H×

???+?1×?????2×????

歸一化差異耕作指數(shù)NormalizedDifferenceTillageIndex,NDTI

????1?????2

NDTI=

????1+????2

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表2遙感指數(shù)（續(xù)）

植被光譜指數(shù)植被光譜指數(shù)植被光譜指數(shù)

ModifiedSoilAdjustedVegetationIndex,

修正土壤調(diào)節(jié)植被指數(shù)

MSAVIMSAVI

=(2×NTR+12

差值植被指數(shù)DifferencedVegetationIndex,DVI?2×???+1?8×???????

???=???????

GreenNormalizedDifferencedVegetation

綠光歸一化植被指數(shù)

Index,GNDVI

?????????

RenormalizedDifferencedVegetationIndex,GNDVI=

重歸一化植被指數(shù)???+?????

RDVI

RDVI=(NTR?Red)/???+???

陸表水分指數(shù)LandSurfaceWaterIndex,LSWI

????????1

NormalizedDifferenceSenescentVegetationLSWI=

歸一化差異枯黃植被指數(shù)???+????1

Index,NDSVI

????1????

NDSVI=

????1+???

歸一化差異綠度指數(shù)NormalizedDifferenceGreennessIndex,NDGI

?????????

NDGI=

?????+???

歸一化水體指數(shù)NormalizedDifferenceWaterIndex,NDWI

???????

NDWI=

???+???

中紅外雙光譜指數(shù)Mid-IRBispectralIndex,MIRBI

?????=10×????2?9.8×????1+2

5.3玉米種植數(shù)據(jù)采集

5.3.1玉米種植分類數(shù)據(jù)

通過掩膜，去除非玉米種植信息，形成玉米種植分類圖。數(shù)據(jù)獲取方法為：

a)田間調(diào)查。通過直接訪問種植區(qū)域，收集關(guān)于玉米種植的詳細(xì)信息。包括土壤類型、種植模

式（如間作或單作）、種植密度、灌溉方式等。

b)問卷調(diào)查和訪談。與農(nóng)民、農(nóng)業(yè)技術(shù)員和其他相關(guān)人員進(jìn)行問卷調(diào)查或訪談，獲取有關(guān)玉米

種植分類的數(shù)據(jù)。

c)歷史數(shù)據(jù)分析。研究歷史記錄和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，了解不同地區(qū)和時間段的玉米種植情況。

5.3.2黑龍江行政邊界矢量數(shù)據(jù)

要求與衛(wèi)星影像圖投影一致。

5.3.3土壤數(shù)據(jù)

5.3.3.1數(shù)據(jù)采集類別

土壤數(shù)據(jù)主要采集有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀、土壤濕度、土壤容重、田間持水量、凋萎濕度、土壤質(zhì)地

和酸堿度等。

5.3.3.2土壤屬性測定

5.3.3.2.1土壤含水量

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采用烘干稱重法測定。土壤取樣深度為0～90cm，每10cm鉆取一次土樣。每次觀測時，在小區(qū)內(nèi)

兩行玉米中間隨機(jī)選取1個取樣點(diǎn)，每個小區(qū)取樣1次且取樣位置盡量保持一致，每個處理各3個取樣點(diǎn)。

5.3.3.2.2土壤相對濕度

測定10cm、20cm、30cm、40cm等深度的土壤相對濕度。

5.3.4氣象數(shù)據(jù)

采用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集氣象信息數(shù)據(jù)。采集項(xiàng)目為影響農(nóng)業(yè)作物生長過程的氣象因子，包括：太陽輻

射、光合有效輻射、降水量、空氣溫度、空氣濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、光照強(qiáng)度、光照時長、氣壓、蒸發(fā)量

等。

5.3.5采集參數(shù)及頻次

采集參數(shù)及采集頻次應(yīng)符合表3要求。

表3采集參數(shù)及采集頻次

設(shè)備類型測量范圍測量精度采集頻次

太陽輻射0W/㎡-2000W/㎡±5%建議30-60分鐘一次，可設(shè)置

光合有效輻射0-2500μmol/㎡·s±5%建議30-60分鐘一次，可設(shè)置

降水量—±1%建議30-60分鐘一次，可設(shè)置

空氣溫度-40℃—60℃+0.1℃建議30-60分鐘一次，可設(shè)置

空氣濕度0%RH-100%RH±3%RH建議30-60分鐘一次，可設(shè)置

風(fēng)速0m/s-35m/s+0.1m/s建議30-60分鐘一次，可設(shè)置

玉米田通風(fēng)0m/s-35m/s+0.1m/s建議30-60分鐘一次，可設(shè)置

風(fēng)向－±4°建議30-60分鐘一次，可設(shè)置

光照強(qiáng)度0lx-200000lx±20lx建議30-60分鐘一次，可設(shè)置

光照時長——±10min建議15-30分鐘一次，可設(shè)置

氣壓10mbar±1.5mbar建議30-60分鐘一次，可設(shè)置

蒸發(fā)量0-20cm±1%建議30-60分鐘一次，可設(shè)置

土壤溫度-40℃-80℃±0.1℃建議30-60分鐘一次，可設(shè)置

土壤濕度0%VOL-100%VOL±0.1%建議30-60分鐘一次，可設(shè)置

土壤pH值0pH-14pH±0.02pH建議30-60分鐘一次，可設(shè)置

土壤電導(dǎo)率0.2MS/cm-10MS/cm±0.1MS/cm建議30-60分鐘一次，可設(shè)置

注：測量范圍中“－”表示該項(xiàng)不適用。

5.4數(shù)據(jù)格式

5.4.1數(shù)據(jù)文件格式

在進(jìn)行玉米產(chǎn)量過程中用于計(jì)算的輸入數(shù)據(jù)文件的格式分類見表4。

5

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表4數(shù)據(jù)存儲文件

類型數(shù)據(jù)格式

玉米種植分布圖*.tif

氣象數(shù)據(jù)*.txt

土壤數(shù)據(jù)*.txt

產(chǎn)量分布圖*.tif

遙感影像*.tif

黑龍江行政邊界矢量數(shù)據(jù)*.shp

5.4.2數(shù)據(jù)庫存儲格式

玉米生長環(huán)境信息的數(shù)據(jù)格式應(yīng)符合表5要求，其中數(shù)據(jù)單位應(yīng)符合GB3100的規(guī)定。

表5玉米生長環(huán)境信息數(shù)據(jù)格式

字段名中文名字段類型數(shù)據(jù)精度單位響應(yīng)時間

ID流水號int－－－

sDevice_Number采集設(shè)備號varchar－－－

sSubject_Number主體編號varchar－－－

dCollection_Time采集時間datetime－－－

fSunRadiation太陽輻射float小數(shù)點(diǎn)后2位W/㎡＜2s

fALI光合有效輻射float小數(shù)點(diǎn)后2位μmol/㎡·s＜2s

fAPT降水量float小數(shù)點(diǎn)后2位mm＜2s

fTemperature空氣溫度float小數(shù)點(diǎn)后2位℃＜2s

fHumidity空氣濕度float小數(shù)點(diǎn)后2位%＜2s

fAWS風(fēng)速float小數(shù)點(diǎn)后2位m/s＜2s

fAWD風(fēng)向float小數(shù)點(diǎn)后2位°＜2s

fIlluminationStrength光照強(qiáng)度float小數(shù)點(diǎn)后2位lx＜2s

fIlluminationDuration光照時長float小數(shù)點(diǎn)后2位min＜2s

fPressure氣壓float小數(shù)點(diǎn)后2位mbar＜2s

fEvaporation蒸發(fā)量float小數(shù)點(diǎn)后2位㎜＜2s

fSTC1010cm土壤溫度float小數(shù)點(diǎn)后2位℃＜2s

fSTC2020cm土壤溫度float小數(shù)點(diǎn)后2位℃＜2s

fSTC3030cm土壤溫度float小數(shù)點(diǎn)后2位℃＜2s

fSTC4040cm土壤溫度float小數(shù)點(diǎn)后2位℃＜2s

fSWC1010cm土壤濕度float小數(shù)點(diǎn)后2位%＜2s

fSWC2020cm土壤濕度float小數(shù)點(diǎn)后2位%＜2s

fSWC3030cm土壤濕度float小數(shù)點(diǎn)后2位%＜2s

fSWC4040cm土壤濕度float小數(shù)點(diǎn)后2位%＜2s

fpH土壤pH值float小數(shù)點(diǎn)后2位—＜2s

fEC土壤電導(dǎo)率float小數(shù)點(diǎn)后2位ms/cm＜2s

fCornWS玉米田風(fēng)速float小數(shù)點(diǎn)后2位m/s