ICS65.020.01CCSB0723IDB23/T3664—2023前言 2規(guī)范性引用文件 3術語和定義 4應用環(huán)境條件 5數(shù)據(jù)采集 5.1產量數(shù)據(jù) 5.2遙感數(shù)據(jù) 5.3玉米種植數(shù)據(jù)采集 5.4數(shù)據(jù)格式 6產量預測 6.1玉米產量預測流程 6.2數(shù)據(jù)存儲 6.3關聯(lián)分析 6.4篩選敏感遙感指數(shù) 6.5構建遙感預測模型 6.6生成產量空間分布圖 7數(shù)據(jù)安全 參考文獻 DB23/T3664—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中共黑龍江省委網(wǎng)絡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)絡空間研究中心、東北林業(yè)大學、大慶市邁亞微云科技有限公司、陽光農業(yè)相互保險公司、聯(lián)通（黑龍江）產業(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。DB23/T3664—20231遙感預測玉米產量技術規(guī)范本文件規(guī)定了遙感預測玉米產量的應用環(huán)境條件、數(shù)據(jù)采集和預測過程。適用于黑龍江省玉米種植區(qū)產量評估。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構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計算機信息系統(tǒng)安全保護等級劃分準則GB/T25058信息安全技術網(wǎng)絡安全等級保護實施指南GB/T37973信息安全技術大數(shù)據(jù)安全管理指南3術語和定義下列術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狀態(tài)信息的方法。但一般多指從人造衛(wèi)星或飛機對地面觀測，通過電磁波（包括光波）的傳播與接收，感知目標的某些特性并加以進行分析的技術。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應用環(huán)境條件4.1玉米產量遙感預測應在晴朗、少云、風小的天氣進行。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)測產方規(guī)模，將測產方分為若干個單元，每個單元選代表性田塊（地段）對角線取樣，選3個~5個點，每個點面積不少于2畝。其中：a)測產方規(guī)模在100畝以內的，將測產方分成5個單元；DB23/T3664—20232b)測產規(guī)模在100-1000畝的，將測產方分成10個單元；c)測產方規(guī)模在1000畝以上的，將測產方分成20個單元。5.1.1.2取樣點離地塊邊界至少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準見表1。表1玉米生育期判別標準從芽鞘中露出第一片葉，長約3cm。從第二葉葉鞘中露出第三片葉，長約2cm。從第六葉葉鞘中露出第七片葉，長約2cm。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。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，子粒形狀表示80%以上植株外層苞葉變黃，花絲干枯，子5.1.2.2測定產量構成因素玉米產量測定的主要因素是單株結棒率、每棒平均粒數(shù)、百粒重、畝播種量、畝保苗數(shù)和標準水分。5.1.2.3取樣方法統(tǒng)一使用邊長為5m～10m方形取樣框，采用三點取樣法，取框內玉米樣后，標記編號，并裝入網(wǎng)袋帶回實驗室測產。5.1.2.4調查畝株數(shù)選定的取樣點測量行、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：每點選一行測連續(xù)5l株長度，求平均株距。c)每畝株數(shù)計算公式為：每畝株數(shù)＝666.7m2÷平均行距(m)÷平均株距(m)DB23/T3664—202335.1.2.5調查單株結穗數(shù)在調查株距的樣點調查果穗數(shù)，空稈數(shù)、求出單株平均結穗數(shù)。單株平均結穗數(shù)計算公式為：單株平均結穗數(shù)=樣點果穗數(shù)／樣點總株數(shù)畝穗數(shù)=畝株數(shù)×單株平均結穗數(shù)。5.1.2.6測定產量在選定樣點的植株上，剝開苞葉計算每穗粒數(shù)，然后根據(jù)該品種常年百粒重計算產量。測定產量的計算公式為：理論產量(每畝/kg)=每畝穗數(shù)×每穗粒數(shù)×百粒重(g)/1000005.2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、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，高分辨率相機全色分辨率0.8米，多光譜相機可以獲取包括紅、綠、藍、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；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)無人機遙感，具備航點導航、定點、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傳感器。5.2.2遙感指數(shù)用于玉米產量預測的遙感指數(shù)如表2所示。NDVINormalizedDifferenceTillagDB23/T3664—20234表2遙感指數(shù)（續(xù)）DVI=NTRRedNormalizedDifferenceGreennessIndex,Mid-IRBispectralIndex5.3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)田間調查。通過直接訪問種植區(qū)域，收集關于玉米種植的詳細信息。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)問卷調查和訪談。與農民、農業(yè)技術員和其他相關人員進行問卷調查或訪談，獲取有關玉米種植分類的數(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)主要采集有機質、氮、磷、鉀、土壤濕度、土壤容重、田間持水量、凋萎濕度、土壤質地和酸堿度等。5.3.3.2土壤屬性測定5.3.3.2.1土壤含水量DB23/T3664—20235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)內兩行玉米中間隨機選取1個取樣點，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。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)設備采集氣象信息數(shù)據(jù)。采集項目為影響農業(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、風速、風向、光照強度、光照時長、氣壓、蒸發(fā)量等。5.3.5采集參數(shù)及頻次±5%±5%—±3%RH-——±0.02pH注：測量范圍中“－”表示該項不適用。5.4數(shù)據(jù)格式5.4.1數(shù)據(jù)文件格式在進行玉米產量過程中用于計算的輸入數(shù)據(jù)文件的格式分類見表4。DB23/T3664—20236*.tif*.tif*.tif5.4.2數(shù)據(jù)庫存儲格式玉米生長環(huán)境信息的數(shù)據(jù)格式應符合表5要求，其中數(shù)據(jù)單位應符合GB3100的規(guī)定。------------<2s<2s<2s℃<2s%<2s<2sfAWD°<2s<2s<2s<2s㎜<2s℃<2s℃<2s℃<2s℃<2s%<2s%<2s%<2s%<2sfpH土壤pH值 <2s<2s<2s°<2sflat°<2sm<2sDB23/T3664—202376產量預測6.1玉米產量預測流程由衛(wèi)星影像生成敏感遙感指數(shù)圖，再疊加玉米種植分布圖和行政邊界矢量圖，輸入遙感預測模型，生成玉米產量空間分布圖，實現(xiàn)遙感預測玉米產量。玉米產量預測流程圖見圖1。6.2數(shù)據(jù)存儲按照采樣點編號，對獲取的實測產量和遙感指數(shù)進行一一對應，并存儲到數(shù)據(jù)庫中。6.3關聯(lián)分析對各采樣點的實測產量與遙感指數(shù)基于機器學習進行回歸分析，確定相關系數(shù)。6.4篩選敏感遙感指數(shù)依據(jù)相關系數(shù)絕對值或擬合度最大，確定敏感遙感指數(shù)。6.5構建遙感預測模型以敏感遙感指數(shù)為自變量、產量為因變量，選擇擬合度最大的方程，構建玉米產量遙感預測模型。6.6生成產量空間分布圖由衛(wèi)星影像生成敏感遙感指數(shù)圖，再疊加玉米種植分布圖和行政邊界矢量圖，輸入遙感預測模型，生成玉米產量空間分布圖，實現(xiàn)遙感預測玉米產量。DB23/T3664—202387數(shù)據(jù)安全在數(shù)據(jù)交換過程中要保證數(shù)據(jù)安全。數(shù)據(jù)安全應符合GB/T17859、GB/T25058和GB/T37973的規(guī)定，同時滿足以下要求：a)數(shù)據(jù)交換過程中宜采用數(shù)據(jù)加密技術、數(shù)據(jù)校驗技術、數(shù)據(jù)鑒別技術、數(shù)字簽名技術、數(shù)字信封技術、數(shù)字證書技術等保證數(shù)據(jù)安全；并對發(fā)現(xiàn)的安全漏洞進行防