多光谱无人机遥感监测大豆苗期长势及等级划分

3多光谱无人机遥感监测大豆苗期长势及等级划分本文件规定了多光谱无人机监测大豆苗期的应用环境条件、数据采集、监测流程和苗情等级划分。本文件适用于内蒙古大豆种植区大豆苗期苗情监测。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，其最新版本适用于本文件。GB/T14590-2009摄影测量与遥感术语GB/T30115-2013卫星遥感影像植被指数产品规范NY/T3527—2019农作物种植面积遥感监测规范NY/T3921—2021面向农业遥感的土壤墒情和作物长势地面监测技术规范NY/T3922-2021中高分辨率卫星主要农作物长势遥感监测技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1遥感remotesensing从远距离，不实际接触物体，通过对物体发出的电磁波的测量获得信息，进而综合运用物理原理、数学方法和地学规律进行分析研究的一门新兴探测科学技术。3.2大豆苗情Soybeangrowth表征大豆生长状况及其变化特性。3.3遥感指数remotesensingindex由遥感光谱不同波段反射率组合变换后形成的一种参数。4应用环境条件天气晴朗、风小云少、监测时间为北京时间10:00至14:00。5数据采集5.1田间观测5.1.1取样地块选择有代表性、苗情均匀、面积较大的地块（地块最小应为150亩，宜选择200亩以上的地块）。5.1.2取样点离地块边界至少60m，能代表该地块的平均水平。5.1.3GPS测量测量点记录经度、纬度和海拔。5.1.4取样时期5.1.5取样方法应取4行×50cm5.1.6测试苗情参数目测记录大豆苗长势整齐度、绿度、叶片厚度等苗情参数见表1。表1苗情参数绿薄5.1.7地面长势指数计算5依据监测区域大豆苗长势整齐度、叶片厚度、绿度目测值，按照公式（1）计算得到调查点大豆地面长势指数，用于定量化表征调查点大豆地面长势状况。GGI=（GUI+BTI+GI）/3……（1）式中：GGI—地面长势指数GUI—长势整齐度，值域范围0-1BTI—叶片厚度，值域范围0-1；GI—归一化绿度指数，值域范围0-1；5.1.8归一化地面长势指数按照公式（2）将绝对长势指数进行归一化处理，得到大豆归一化地面长势指数用于定量化表征大豆的地面长势。NGI=(GGI-GGImin)/(GGImax-GGImin)……（2）式中NGI—通过地面调查数据计算获得，值域范围0-1；CGImax—监测区域范围大豆归一化地面长势指数最大值，实际观测值获取；CGImin—监测区域范围大豆归一化地面长势指数最小值，实际观测值获取。5.1.9地面大豆长势指数等级划分根据归一化地面长势指数计算结果，划分大豆长势等级（见表1），获得调查点大豆长势等级数据。大豆长势等级划分为3级，即好、中、差。表2大豆长势等级划分表大豆长势等级好中差归一化长势指数区间0.71-1.000.31-0.700.00-0.305.2遥感数据5.2.1无人机影像数据获取多光谱无人机低空拍照方式获取影像数据，无人机影像的空间分辨率应优于3cm，高度50m、100m。5.2.2大豆种植分类数据通过掩膜，去除非大豆种植信息，形成大豆种植分类图。5.2.3内蒙古行政边界矢量数据要求与无人机影像图投影一致。5.2.4遥感植被指数计算6多光谱无人机影像进行波段运算，提取适合大豆苗期使用的归一化植被指数（NDVI计算公式按（3）计算。NDVI=(Rnir-Rned)/(Rnir+Rned)……（3）式中：Rnir—近红外波段反射率；Rned—红波段反射率。6监测流程6.1数据存储按照采样点编号，对获取的大豆苗长势整齐度、绿度、叶片厚度等地面苗情参数和遥感指数进行一一对应，并存储到数据库中。6.2关联分析对各采样点的长势整齐度、绿度、叶片厚度等地面苗情参数与遥感植被指数进行关联分析，确定相关系数。6.3构建遥感监测模型以遥感指数为自变量、地面大豆长势指数为因变量，选择拟合度最大的方程，构建大豆苗情遥感监测模型。NGIrs=a+b*NDVI……(4)式中：NGIrs—通过遥感手段，反演获得的大豆遥感归一化长势指数；NDVI—归一化植被指数；a、b—系数。通过监测区域调查点归一化地面长势指数与相同位置的NDVI拟合获取。6.4生成大豆苗情遥感归一化长势分布图大豆种植分布图，输入遥感监测模型，生成遥感归一化大豆长势分布图。7苗情遥感等级划分7.1苗情遥感等级划分标准以遥感归一化大豆长势统计数据，确定遥感监测大豆苗情等级划分标准（表3）表3大豆长势等级划分表大豆长势等级好中差遥感归一化长势指数区间0.71-1.000.31-0.700.00-0.307.2大豆苗情遥感等级空间分布图按照苗情等级划分标准，生成苗情等级分布图，叠加内蒙古旗（县、市）乡镇村域行政边界矢量数据，实现大豆苗情等级空间分布。附件A田间观测多光谱无人机遥感监测大豆苗期长势及分级划分技术流程田间观测多光谱无人机影像叶片厚度绿度长势整齐度训练样本植被指数计算训练样本植被指