DB37T 3796-2019 小麦冬前苗情卫星遥感监测技术规范

ICS07.060B 18DB37山东省地方标准DB 37/T 37962019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 period2019 - 12 - 24发布2020 - 01 - 24实施山东省市场监督管理局发布DB37/T 37962019目次前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14数据要求15计算方法26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前言本标准按照GB/T 1.12009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。7小麦冬前苗情卫星遥感监测技术规范1 范围本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 3642016 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 seedling 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 2842015,定义2.34 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 3642016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）。 (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）。(2)式中：INDVI(i) 第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) 第个小麦像元第时次的NDVI；t 越冬前10日内该像元的观测总时次，t2。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）。 (3)式中：NDVI 某地市NDVI平均值； 某地市小麦像元总数； 某地市小麦像元序号；Ii 某地市第个小麦像元合成后的NDVI；r 区域代码。5.4 构建监测模型 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NDVI为变量的线性回归方程，见公式（4）。.（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；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T1/2INDVI(i)T0/1，则判定为一类苗；c) 若T2/3INDVI(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。AA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T0/11.292814.049T1/2 0.942726.191T2/3 0.7008 28.832烟台T0/11.7194- 61.176T1/2 0.895522.336T2/3 0.75888.1354青岛T0/10.9175118.79T1/2 0.791827.351T2/3 0.642330.146潍坊T0/10.9376165.22T1/2 0.665581.51T2/3 0.4558.97临沂T0/11.2688109.42T1/2 0.648390.461T2/3 0.2686121.85日照T0/11.4492- 3.6795T1/2 0.813231.903T2/3 0.896- 40.149东营T0/11.1822150.06T1/2 1.2039- 56.112T2/3 0.7137- 6.0939淄博T0/11.271666.377T1/2 0.9646- 30.717T2/3 0.462729.032滨州T0/11.1513127.17T1/2 1.0944- 19.018T2/3 0.597238.5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T0/11.419714.167T1/2 0.6172117.38T2/3 0.602435.524聊城T0/10.4938297.62T1/2 0.948928.386T2/3 0.624745.064枣庄T0/10.9183226.45T1/2 0.98457.4912T2/3 0.322297.579济南T0/10.7486225.21T1/2 0.873137.481T2/3 0.604616.918菏泽T0/10.9643132.07T1/2 0.870357.977T2/3 0.694621.083济宁T0/10.695245.61T1/2 0.991- 2.0638T2/3 0.8316- 46.543泰安T0/10.802269.36T1/2 0.687785.788T2/3 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。BB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N180N26N34N48一类苗60N1804N262.