1基于光能利用率模型的主要糧食作物產(chǎn)量遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范監(jiān)測(cè)流程、數(shù)據(jù)獲取與處理、模型構(gòu)建與精度驗(yàn)證、專題圖制作與報(bào)告編寫等方面要GB/T37804冬小麥苗情長(zhǎng)NY/T3527農(nóng)作物種植面積遙感監(jiān)測(cè)規(guī)范NY/T4065中高分辨率衛(wèi)星主要農(nóng)作物產(chǎn)量遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范物理特征和相互關(guān)系及其變化規(guī)律的現(xiàn)代科農(nóng)作物單產(chǎn)cropyieldperun2植被指數(shù)vegetationin一種利用多光譜遙感影像不同譜段數(shù)據(jù)的線性或非線性組合而形成的能反映綠色植物生長(zhǎng)狀況和增強(qiáng)型植被指數(shù)enhancedvegetationindex陸地表面水分指數(shù)landsurfacewa光合有效輻射photosyntheticallyactiveradiation;VPM模型vegetationphotosynthesismodelVPM模型是基于遙感數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)來模擬總初級(jí)生產(chǎn)力的光能利用率模型。4縮略語CGCS：國家大地坐標(biāo)系(ChinaGeodeticCoordinateSEVI：增強(qiáng)型植被指數(shù)(EnhancedVegetationInLSWI：陸地表面水分指數(shù)(LandSurMRE：平均相對(duì)誤差(MeanRelativeError)NRMSE：歸一化均方根誤差(NormalizedRootMeanSquaredError)PAR：光合有效輻射(PhotosyntheticallyActiveRadiat3UTM：通用橫軸墨卡托投影(UniversalTransverseMercatorProjection)5.1空間基準(zhǔn)注1：阿爾伯斯投影（Albersprojection）是注2：高斯-克呂格投影（Gauss-Krügerprojection）是橫軸等角切橢圓柱投影，由德國數(shù)學(xué)家注3：UTM投影（universaltransverseMe5.2分幅和編號(hào)基于光能利用率模型的主要糧食作物產(chǎn)量遙感監(jiān)測(cè)專題圖適用比例尺宜采用國家基本比例尺5.3監(jiān)測(cè)時(shí)間5.4軟硬件要求具備遙感影像處理的基礎(chǔ)功能，包括影像去云、裁剪拼接、波段運(yùn)算、統(tǒng)計(jì)4a)收集監(jiān)測(cè)區(qū)域監(jiān)測(cè)時(shí)間內(nèi)覆蓋農(nóng)作物的有效遙感b)衛(wèi)星遙感影像具備藍(lán)光波段、紅光波段、近紅外波段、短波紅外波段；c)衛(wèi)星遙感影像空間分辨率不低于30m，獲取每年農(nóng)作物5霧覆蓋面積占影像總面積比例不超過20%?？赏ㄟ^鄰近多時(shí)相影像合成晴空影像數(shù)據(jù)，多時(shí)7.2.3.1統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：獲取監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)各區(qū)縣農(nóng)作物單產(chǎn)和播種面積的統(tǒng)計(jì)7.2.3.2實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)：通過實(shí)地采樣或農(nóng)業(yè)氣象站點(diǎn)記錄、國家生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)等途徑獲取實(shí)測(cè)農(nóng)作物單產(chǎn)數(shù)據(jù)，包括地塊經(jīng)緯度位置和單產(chǎn)信息。實(shí)地采樣可參照a)根據(jù)傳感器參數(shù)對(duì)遙感影像進(jìn)行輻射定標(biāo)和大氣校正，獲得影像的地表反射率數(shù)據(jù)；c)影像應(yīng)按照監(jiān)測(cè)區(qū)范圍或農(nóng)作物種植區(qū)空間分布圖進(jìn)行剪裁和掩膜處理。將不同空間分辨率的柵格類型數(shù)據(jù)裁剪至與監(jiān)測(cè)區(qū)同一大小，重采樣為與遙感影像數(shù)據(jù)統(tǒng)一的空6確定監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)遙感影像的近紅外波段、紅光波段、藍(lán)光波段地表反射率，增強(qiáng)型植被指數(shù)EVI——增強(qiáng)型植被指數(shù)；pnir——遙感影像近紅外波段的地表反射率；pred——遙感影像紅光波段的地表反射率；pblue——遙感影像藍(lán)光波段的地表反射率。確定監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)遙感影像的近紅外波段、紅光波段、短波紅外波段地表反射率，陸地表面水分指數(shù)LSWI——陸地表面水分指數(shù)；pnir——遙感影像近紅外波段的地表反射率；pswir——遙感影像短波紅外波段的地表反射率。8.2.3計(jì)算溫度對(duì)光合作用的脅迫7Tscalar——溫度對(duì)光合作用的脅迫系數(shù)；Tmin——植被光合作用時(shí)所需的最低溫度；Tmax——植被光合作用時(shí)所需的最高溫度；Topt——植被光合作用時(shí)的最適注:Tmin,Tmax,Topt的取值參考附錄A。8.2.4計(jì)算葉齡在冠層尺度上對(duì)光合作用的脅迫確定植被進(jìn)行光合作用時(shí)單個(gè)像元內(nèi)植被生長(zhǎng)季月均陸地表面水分指數(shù)，葉齡在冠層尺度上對(duì)最Pscalar——葉齡在冠層尺度上對(duì)光合作用的脅迫系數(shù)；LSWI——植被生長(zhǎng)季內(nèi)月均陸地表面水分指數(shù)。8.2.5計(jì)算水分對(duì)光合作用的脅迫確定植被進(jìn)行光合作用時(shí)單個(gè)像元內(nèi)植被生長(zhǎng)季內(nèi)月均陸地表面水分指數(shù)、最大陸地表面水分指Wscalar——水分對(duì)光合作用的脅迫系數(shù)；LSWI——植被生長(zhǎng)季內(nèi)月均陸地表面水分指數(shù)；LSWImax——植被生長(zhǎng)季內(nèi)最大陸地表面水分指數(shù)。8.2.6計(jì)算葉綠素吸收的光合有效輻射確定增強(qiáng)型植被指數(shù)與經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的線性函數(shù)來近似表達(dá)FPARchl，按公式（6）計(jì)算：FPARc?l——葉綠素吸收的光合有效輻射比率；EVI——增強(qiáng)型植被指數(shù)。像元尺度的動(dòng)態(tài)觀測(cè)指數(shù)APARεg與綜合轉(zhuǎn)產(chǎn)系數(shù)a相乘，得到模型監(jiān)測(cè)的像元尺度8Y——模型監(jiān)測(cè)的像元尺度目標(biāo)農(nóng)作物單產(chǎn)；APARεI——像元尺度動(dòng)態(tài)觀測(cè)指數(shù)；a——綜合轉(zhuǎn)產(chǎn)8.3.2像元尺度動(dòng)態(tài)觀測(cè)指數(shù)APARεg動(dòng)態(tài)觀測(cè)指數(shù)APARεg，按公式（8）計(jì)算。利用農(nóng)作物分布數(shù)據(jù)對(duì)像元尺度APARεg進(jìn)行掩膜，得到農(nóng)作物分布區(qū)域的像元尺度動(dòng)態(tài)觀測(cè)指數(shù)APAAPARεg=Tscalar×Pscalar×Wscalar×FPARchl×PAR……（8）APARεI——?jiǎng)討B(tài)觀測(cè)指數(shù)；Tscalar——溫度對(duì)光合作用的脅迫系數(shù)；Pscalar——葉齡在冠層尺度上對(duì)光合作用的脅迫系數(shù)；wscalar——水分對(duì)光合作用的脅迫系數(shù)；FPARc?l——葉綠素吸收的光合有效輻射比率；Tscalar、Pscalar、Wscalar、FPARchl為動(dòng)態(tài)觀測(cè)值，按公式（16）計(jì)算。綜合轉(zhuǎn)產(chǎn)系數(shù)a可通過農(nóng)作物監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)各區(qū)縣統(tǒng)計(jì)單產(chǎn)和各區(qū)縣農(nóng)作物分布區(qū)域APARεg平均值之遙感監(jiān)測(cè)農(nóng)作物單產(chǎn)結(jié)果可采用統(tǒng)計(jì)單產(chǎn)數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)單產(chǎn)數(shù)據(jù)兩類進(jìn)行驗(yàn)依次選取其中9份作為訓(xùn)練集計(jì)算地級(jí)市轉(zhuǎn)產(chǎn)系數(shù)并推算所有區(qū)縣的監(jiān)測(cè)9Cov(X,Y)——農(nóng)作物統(tǒng)計(jì)單產(chǎn)或?qū)崪y(cè)單產(chǎn)與模型監(jiān)測(cè)農(nóng)作物單產(chǎn)的協(xié)方差；σX——農(nóng)作物統(tǒng)計(jì)單產(chǎn)或?qū)崪y(cè)單產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)差；式中:yi——農(nóng)作物統(tǒng)計(jì)單產(chǎn)或?qū)崪y(cè)單產(chǎn)；l——模型監(jiān)測(cè)農(nóng)作物單產(chǎn)；c)根據(jù)公式（11）計(jì)算平均相對(duì)誤差（MRE）式中:yi——農(nóng)作物統(tǒng)計(jì)單產(chǎn)或?qū)崪y(cè)單產(chǎn)；l——模型監(jiān)測(cè)農(nóng)作物單產(chǎn)；d)根據(jù)公式（12）計(jì)算歸一化均方根誤差（NRMSE）。NRMSE≤20%作為合格標(biāo)準(zhǔn)。式中:NRMSE——?dú)w一化均方根誤差；——農(nóng)作物統(tǒng)計(jì)單產(chǎn)或?qū)崪y(cè)單產(chǎn)的平均值。9專題圖制作與報(bào)告編寫9.1通則9.2產(chǎn)量空間分布專題圖本地圖要素制作方式應(yīng)按GB/T20257的9.3產(chǎn)量信息統(tǒng)計(jì)表政區(qū)域內(nèi)的農(nóng)作物像元數(shù)量和像元均值，得到各行政區(qū)域農(nóng)作物種植面積（種植像元9.4產(chǎn)量監(jiān)測(cè)報(bào)告基于光能利用率模型的主要糧食作物產(chǎn)量遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果經(jīng)過專家會(huì)商形成監(jiān)測(cè)報(bào)告，報(bào)告應(yīng)包含a)報(bào)告題目：XX縣（市、區(qū)、省、區(qū)域）XX年XX作物產(chǎn)量遙感監(jiān)b)報(bào)告正文：包括具體使用數(shù)據(jù)、技術(shù)流程、具體步驟、監(jiān)測(cè)結(jié)果和格局分析；表A.1不同植被類型VPM模型的Tmin、TminTmaxTopt0注:Tmin、Tmax和Topt的取值參考2014年陳靜清等在中國陸地生態(tài)系統(tǒng)總初級(jí)基于光能利用率模型的主要糧食作物產(chǎn)量遙感監(jiān)測(cè)基于光能利用率模型的主要糧食作物產(chǎn)量遙感監(jiān)測(cè)說明項(xiàng)目見表表B.1基于光能利用率模型的主要糧食作物產(chǎn)量遙感tif格式，自身具有空間坐標(biāo)信息[2]