农作物长势无人机多光谱遥感监测规范编制说明

《农作物长势无人机多光谱遥感监测规范》为使农作物长势监测将更加精细化、智能化，更好地服务于农业生产和管理，河南省农业科学院农业信息技术研究所、河南省乡村产业发展服务中心成立《农作物长势无人机多光谱遥感监测规范》标准起草组，起草组根据《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》的要求，经过多方调查、实地验证、收集有关农作物无人机长势监测的相关资料，完成技术规程讨论稿，并归纳、汇总省内外有关农业部门、高效、科研机构、农业生产经营主体等，完成了本技术规程的征求意见稿。征求意见稿又征集中国农业科学院农业信息研究所、重庆市农业科学院农业科技信息研究所、安徽省农业科学院农业经济与信息研究所等单位的相关专家意见，形成送审稿。现将本送审稿的编写编制情况说明如下：一、编制的目的和意义农作物长势多光谱遥感监测对于各级政府及生产部门指导农业生产具有重要意义。然而，农作物的长势监测及时而精确的获取与分析一直是困扰农业领域的难题。在我国当前农业生产条件下，作物种植地块较分散、零碎，加上田间管理措施复杂多样，导致区域内不同地块间以及地块内的作物长势在二维空间上差异较大，在实际生产中，农田管理者2常通过肉眼识别和经验判断作物长势均匀度进而调整田间管理措施，精度低，时效性差。随着科技的不断发展，无人机遥感技术逐渐被引入农作物生长监测领域，尤其是近些年，随着遥感技术和智慧农业的发展，利用多光谱超高分辨率遥感数据进行作物面积估算、长势监测、产量预报已经成为国家、各级地方政务部门和生产部门的重要技术手段，但缺乏作物长势无人机多光谱遥感监测的标准规范，不同地区的监测结果难以进行比较分析，在智慧农业生产中无法给出定量遥感评价结果，迫切需要制定农作物长势无人机多光谱遥感监测规范。为此，河南省农业科学院农业信息技术研究所总结本单位和全省其他单位作物无人机多光谱遥感监测的技术及经验，提出并制定本标准，将有助于提升农作物长势监测的效率，提高不同部门作物长势监测服务能力。2、标准制定的意义本标准的制定有利于该技术的标准化、规范化操作。农作物长势无人机多光谱遥感监测，是农业生产管理部门、农业生产经营主体及时了解农作物长势进行田间生产管理的重要依据，可为智慧农业生产农作物长势监测、变量施肥、产量预报提供重要的数据支持，将有助于提升农作物长势监测的效率，提高不同部门作物长势监测服务能力。据此，特制定该技术规范。二、任务来源及编制原则和依据31、任务来源《农作物长势无人机多光谱遥感监测规范》编写编制，由河南省农学会提出并归口，河南省农业科学院农业信息技术研究所和河南省乡村产业发展服务中心申请，河南省农学会评审、公示，同意立项。标准起草组经整理有关数据、集成单项技术并示范、整理并反复修改，形成征集意见稿，征询专家、农技部门等单位意见，形成送审稿。该标准由河南省农业科学院农业信息技术研究所和河南省乡村产业发展服务中心组织编写，也得到了河南省科技攻关项目（232102111030）、河南省农业科学院自主创新项目（2023ZC062）等项目的支持。2、编制原则（1）原则性按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》的要求进行编写。遵循国家现有的农业有关方针、政策和法规，以发展智慧农业、精准管理、稳产增收、保护环境和改善生态为基本目标，使制定的标准符合农业生产吃实际的具体情况，达到技术先进，生产可行，宜于操作，力求取得经济效益、生态效益和社会效益的统一。（2）科学性《农作物长势无人机多光谱遥感监测规范》的制定，反映出生产实践和科研的最新成果的统一。标准的制定，以大4量的田间试验研究以及生产实际应用为基础，进行了广泛调研、征求意见和示范验证，以充分的科学数据，编制的技术措施严格按照国家有关标准。（3）特殊性目前对《农作物长势无人机多光谱遥感监测规范》尚缺乏明确规定。因此，在标准制定过程中，项目团队充分了解了主要农作物的生产实际、应用需求、作物生长特点等，借鉴和参考了国内先进经验，有选择地吸收其中先进部分，形成了此标准。（4）可操作在标准制定过程中充分听取了相关领域专家学者、农技人员、农业生产者、和基层广大群众的意见，使标准和生产实际协调统一。标准紧密结合生产实际，在应用中可操作性三、编制过程1、工作基础：参与该标准编制的同志均在科研、生产一线工作，具有一定的科研能力和丰富实践经验，并有参与重大课题、科研的经历和生产实践的能力。标准主要起草人长期从事农业遥感监测、无人机精准定量监测与应用、作物高效栽培技术等方面的研究，并通过多年的理论研究与实践应用探索，已获得一些阶段性的成果。标准起草组掌握并总结了农作物长势无人机多光谱遥感监测的一系列关键指标，5为编制该技术规程打下坚实的基础，完全具备了制定《农作物长势无人机多光谱遥感监测规范》的条件。起草的该技术规程工作讨论稿，上报河南省农学会，经评估、公示、同意2、生产调查、资料收集及建议征集：起草小组成员曾在河南、山东等地进行了农作物长势无人机多光谱遥感监测的试验和调查应用。在长期研究和应用过程中，相关技术人员、合作社负责人针对长势监测中的个别问题提出具有建设性的建议，丰富了该规范。通过实际操作、调查、应用及建议征集，保证整个起草工作的圆满完成。3、标准起草制定工作：河南省农业科学院农业信息技术研究所、河南省乡村产业发展服务中心成立《农作物长势无人机多光谱遥感监测规范》起草小组，根据研究、调查的形成征求意见稿。征求意见稿送中国农业科学院农业信息研究所、重庆市农业科学院农业科技信息研究所、安徽省农业科学院农业经济与信息研究所等本领域相关专家、收集意见，形成送审稿。四、主要内容的确定按照农作物长势监测的实际需求，从设备应具备的基本功能出发，确保可以满足不同农作物长势监测要求。结合实6际应用，确定基本无人机遥感监测平台的基本组成部分。2、监测前准备根据国家及地方政府相关规定，监测场地、航线设计、空域协调、飞行前的准备工作等均需在法律法规允许的范围3、无人机多光谱图像数据获取与预处理根据农作物物生育关键生育期，选择晴朗无云的天气获取无人机多光谱遥感图像数据，图像数据经过辐射定标、几何校正、波段配准、图像拼接等预处理后为下一步植被指数计算提供基础数据支撑。4、植被指数计算采用ENVI等遥感图像处理软件，基于预处理后的遥感图像数据计算所需的植被指数。5、地面调查参考农学长势调查的指标参数，确定抽烟调查点农作物不同长势等级。6、监测模型建立通过线性回归建立作物长势参数与NDVI的关系函数，并选择拟合误差最小的函数作为长势监测模型。7、监测结果输出从回归模型中输出的研究区无人机多光谱遥感图像的每个栅格单元对应的田间作物长势参数等级（如叶面积指数7等）图，以及推荐的追肥决策处方图。8、监测后平台维护对检测后无人机平台存放、电池保养等进行规范。五、采标情况无六、重大意见分歧的处理标准制定过程中，无重大意见分歧。七、与国家法律法规和强制性标准的关系共和国统计法》等国家有关法律法规的规定。八、标准实施的建议1、加大宣传力度，使行业和群众接受标准化发布后、实施前利用观摩会、培训会发放资料以及报纸等媒体，采用多种形式进行深入、广泛的宣传，让农业管理部门、农生产经营主体、种植大户、农技人员充分理解标准内容，认识到该标准在推进智慧农业发展的重要作用，提高标准意识。2、加强监督，确保标准实施各级农业标准化管理机构加大监督检查标准的实施情况，积极组织实施农业遥感监测标准，确保标准实施。3、加强农业标准普及8增加标准印刷数量，保证文本的供应充足，让每个农业监测工作参与者都能及时得到文本，这是保证新标准贯彻实施的基础。对于使用过程中容易出现的疑问，要在媒体上撰文事先予以解释，定期进行培训，使每个农业监测工作参与者能全面理解标准。九、参考文献[1]齐允正.基于无人机多光谱遥感的冬小麦长势监测及产量估测[D].山东农业大学,2023.[2]赵鑫,那晓东.基于综合指标的农作物长势遥感监测研究—以松嫩平原为例[J].地理与地理信息科学,2022,38(04):34-39.[3]GB/T40834-2021,夏玉米苗情长势监测规范[S].[4]GB/T13989-2012,国家基本比例尺地形图分幅和编号[S].[5]GB/T14950-2009,摄影测量与遥感术语[S].[6]GB/T16820-009,地图学术语[S].[7