冬小麦生长及环境背景的气象卫星遥感监测

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摘要：随着气象卫星技术的飞速发展，气象卫星技术开始越来越多的运用到农作物的检测研究上，特别是气象卫星遥感检测系统的使用，使人们开始对农作物的生长过程有了全面的掌控和检测，并及时运用检测到的信息来估算农作物的种植面积和估产等服务。文章以北方冬小麦为例，运用获得的气象卫星资料和地面观测资料对北方冬小麦的种植面积和估产提供依据。

关键词：冬小麦；环境；气象卫星；遥感监测

中图分类号：X16 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2010）-09-0166-1

近年来，气象卫星在气象预报分析方面更加准确和迅速，并且逐渐应用到环境科学领域。上世纪80年代初，第3代美国极轨气象卫星环境资源监测被越来越多的国家所运用，其不仅可以用来监测各地干旱情况，还可以用来全球植被资源的监测等。因此我们也用其来研究我国宏观植被季相动态变化。近年来，由于估产业务的需要，我国进一步利用1Km分辨率NOAA-AVHRR的图像资料系列，对北方冬小麦的生长过程进行动态监测，并将分析的结果及时提供给相关的管理部门，而且通过对冬小麦生长的宏观动态监测，为估算冬小麦种植面积和估产提供依据。

1 资料及办法

用气象卫星所获得的资料和地面观测资料来对北方冬小麦来进行气象卫星遥感监测与估产，并且其数据要具有时效性和准确性。

1.1 如何获取及处理气象卫星资料

中国气象局--卫星气象中心是气象卫星资料的来源地。每年秋季在冬小麦出苗时，目视删选符合条件的冬小麦种植区及卫星资料，运用已开发的应用软件对相关的数据在特定工作站完成处理以及加工，随后形成等位网格点资料。通过遥感植被指数来提取冬小麦为主要对象的绿色植被信息。用AVHRR第1通道和第2通道的光谱信息经简单线性组合构成归一化差值植被指数和比值植被指数。其与冬小麦的叶面积系数、生物量等有密切关系。植被指数的变化由于受作物的长势和覆盖度的影响，因此用植被指数作为生长状况的定量标准，由于植被指数受土壤背景的影响很小，当植被覆盖度大于15%小于80%时，其与作物生长覆盖度的增大几乎没有关系。同时，在作物主要生长周期内，双向辐射和大气影响对其影响也非常小．因此本文主要分析用了植被指数，间接地用到比值植被指数加工过后的的气象卫星资料处理方法包括以下三种：

第一，是由热红外通道形成的彩色图像。通道分别用红蓝绿来表示，图像上蓝黑色代表水体，绿色代表植被，红色表示温度较高的地表，形成的图像接近真彩色，因此主要用于宏现地理识别。

第二，是植被指数伪彩色图像。冬小麦生长期间，麦区的植被指数值变化在0.05-0.8之间，云区及有水域的地方出现的是负值。为了便于解译，制图时将植被指数值扩大一万倍。结合地面实际情况来分析，土壤信息值在0-250之间，土壤和绿色植被的混合信息值介于250-500之间，500以上就是绿色植被信息值。在伪彩色图像里，黑色表示负值区，棕黄色值为0-250，白色值在250-500之间，500以上则是绿色及其它颜色，此办法主要用在植被信息的提取。

最后一种是加工成定量数据。主要用于定量分析和组建模型。其方法是将植被指数以县为单位计算出植被指数县平均值、合计值以及所占比例等。

1.2 地面观测资料

对作物遥感监测和估产，地面观测资料意思重大，由于其真实性和准确性，对建立遥感解译标志、估产模型的创建以及预报的准确与否方面都起关键的作用。在保证一定准确精度和代表性的前提下对地面观测点进行合理准确的选择，因此抽选的样点要尽可能的多，得出的范围以及面积才越接近实际情况，从而具有普遍性，这样的样点才更具有代表性。由于北方冬小麦的种植范围大，自然环境和经济发展状况存在差异，因此就需要对冬小麦种植区进行层次划分。北方冬麦区划分为14层，并抽取了137个样县组成包括农学观测资料和农业数据在内的地面观测网，将地面观测到的实况资料通过统计加工，及时地通过气象专用通道，上报给监测和估产部门。

2 冬小麦生长的宏观动态监测

作物长势分析是一个对冬小麦各长势阶段进行全面观测的过程，通过专用气象卫星来对冬小麦的生长发育变化过程进行宏观动态监测，北方种植冬小麦，播种是从9月中陆陆续续开始，主要生长期是在11月前后．返青在来年2月，收割是在6月初。在冬小麦主要生长期11月，除了偏南地区的越冬油菜外与冬小麦同期生长，其余基本都是在4月下旬至5月上旬才开始播种和出苗。因此，从11月-4月，北方的主要植被就是冬小麦，因此获得的卫星资料也主要是指冬小麦信息。

2.1 监测冬小麦的发育期

对作物进行长势分析的重要途径之一就是及时、全面地监测作物发育期的变化情况，因为通过对发育期的监测可以及时、全面地了解作物的发育速度和进程。目前为止，冬小麦发育期的资料获得基本是从有代表性的固定地点定时观测得来的，因此存在不全面、不及时也不准确的特点。但是利用卫星图像可以使我们可以获取定量化植被指数，这样我们不但可以对小麦发育期变化提供直观信息，也可以为发育期地理界限的划分提供宏观依据，从而弥补以往传统的观测方法带来的局限和不足之处。

2.2 冬小麦长势监测

冬小麦的产量与冬小麦各发育阶段的长势情况有着非常密切的关系。壮苗越冬和来年成穗由冬小麦冬前分蘖期的长势来决定，群体穗鼓和穗粒数取决于返青-拨节期的长势情况，冬小麦生长的关键期是抽穗阶段，因此，冬小麦成长的每一个阶段都会影响籽粒的产量。通过对卫星系列图像的分析解译，可及时了解冬小麦苗长势的变化。

3 结束语

极轨气象卫星的发展，使人民对冬小麦的生长全过程有了全面的了解；为农业各部门制定各种管理措施和方法提供了科学依据。遥感监测技术的应用，用量化植被指数值对冬小麦长势随时进行宏观监测，从而获得反映作物生长和环境背景的图像，弥补以往靠地面定点观测资料来评价作物生长状况的缺陷，从而大大提高了对作物生长状况监测的范围。

参考文献

[1] 江东,王乃斌，等.我国粮食作物卫星遥感估产的研究[J].自然杂志,2001.

[2] 阎雨,陈圣波,田静,等.卫星遥感估产技术的发展与展望[J].吉林农业大学学报,2004.

[3] 赵庚星,余松烈.冬小麦遥感估产研究进展[J].山东农业大学学报(自然科版),2001.

[4] 吕庆.农作物遥感估产方法介绍(下)[J].中国统计,2001.