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基于MODIS的龙口市冬小麦估产研究

翟晓雷  
【摘要】:冬小麦是我国主要粮食作物之一,在我国北方地区更是占有举足轻重的地位,特别是近年来人口不断增多,耕地资源不断的减少,导致粮食问题日益严重。因此,在冬小麦的生长阶段进行长势监测和产量估计,对国家实现及时、准确地掌握粮食生产状况和在粮食宏观调控、政府有关部门制定科学合理的粮食政策、国际农产品贸易中争取到主动权都有十分重要的意义。 随着卫星遥感技术的发展,对农作物进行产量预报的研究也得到了快速的发展。与新兴的遥感和GIS相结合的估产技术,作为农作物监测和估产的一种新的科学手段,以宏观、快速、客观等优点受到各级政府部门和决策部门的重视。Terra/MODIS是一种新型的卫星传感器,覆盖范围广,而且监测周期短,每天一次对地面进行覆盖,为作物的遥感监测和估产提供了新的机遇。本论文受“中德科技合作与交流项目”(2007DFB70200)和“山东省自然科学基金”(Y2008E10)课题项目的支持。文章首先综述了目前国内外在遥感估产方面的研究现状和研究动态,阐述了该项研究的主要内容和实际意义。其次通过多种渠道下载了多时相高光谱分辨率EOS MODIS数据,并对数据进行处理,包括预处理、几何校正和影像切割等,从而获得研究区范围内的影像数据。再次在经过处理的遥感影像的基础上提取研究区内冬小麦的种植面积。根据提取的叶面积指数和植被指数,分析研究两者的关系,从而得到冬小麦的长势信息,并且通过构造植被指数的时序曲线,建立冬小麦的单产模型,获得研究区分乡镇的冬小麦单产数据。在冬小麦生长发育状况研究中,讨论了对冬小麦长势进行定量化分析方法的可行性。通过在试验区建立冬小麦植被指数与主要的生物物理参数——即叶面积指数LAI的关系模型,反演出冬小麦不同时期的长势信息。并且EVI反演冬小麦长势信息的效果比NDVI要好,因此利用EVI确定了研究区分乡镇的长势情况和单产模型。最后进行了龙口市2010年总产量的预测,并根据实地采集数据,进行了精度分析。 研究结果表明,利用MODIS进行冬小麦的种植面积提取及产量预测的方法是可行的,但在研究区较小的情况下由于混合像元的存在造成了误差较大,总体上整个研究区总产预测的误差都控制在了10%以内,保证了估产的准确性。在论文的最后总结了得出的结论和成果,并展望了在将来的工作中需要进一步解决的问题。


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