垂直干旱指数的改进及在冬小麦生长季的应用

基于近红外-红波段特征空间的垂直干旱指数(PDI)在表征土壤水分时精度还有待于提高。为提高PDI对土壤水分的敏感性,基于短波红外和红边波段对作物水分胁迫响应更为敏感这一事实,考虑Sentinel 2卫星数据的短波红外、红边1、红边2和红边3波段,分别与红波段构建特征空间,提出新的土壤水分监测指数(分别记为SPDI、R1PDI、R2PDI和R3PDI),改进PDI,并基于冬小麦全生育期的土壤湿度实测数据评价构建的指数。结果表明,与PDI相比,新建立的指数在表征土壤墒情方面表现良好,与实测土壤湿度的负相关性更强。冬小麦播种、越冬、拔节和灌浆期的土壤墒情最优表征指数分别是SPDI、R1PDI、R2PDI和R2PDI,这些指数与实测数据的相关系数绝对值|r|分别为0.79、0.74、0.70和0.61,相关性极显著,均强于PDI与冬小麦播种、越冬、拔节和灌浆期实测数据的相关性。Sentinel 2数据的短波红外、红边1和红边2波段更适合构建水分响应指数,与红波段构建的新型指数在土壤墒情监测方面具有潜力。

“高分一号”卫星数据在冬小麦种植结构调整实施效果评估中的应用——以河北省冀州市为例

[目的]在农业部"控制农业用水总量"的明确要求下,河北省试点实施了冬小麦种植结构调整,减少冬小麦种植面积。为快速监测与评估结构调整政策的实施效果,解决大尺度冬小麦种植结构变化监测中精度与成本相互制约的问题。[方法]该研究以河北省冀州市为例,利用国产高分一号卫星(以下简称"GF-1")2m全色、8m和16m多光谱卫星数据,对全市冬小麦种植面积及种植结构变化情况进行监测,并结合高分辨率卫星数据(0.5m分辨率Pleiades数据)计算关于GF-1数据监测结果的修正系数,从而提高监测精度。[结果]研究认为,与2m/8m分辨率的GF-1融合数据相比,系数修正后的16m分辨率GF-1数据在冬小麦种植结构监测与评价业务化运行工作中更具优势。基于16m GF-1数据的监测结果显示,2015年冀州市冬小麦种植结构与2014年相比变化明显,种植面积总体呈增长趋势。[结论]种植结构空间变化具有异质性,其中,冀州市北部冬小麦种植面积保持基本稳定,中部地区呈集中减少趋势,南部地区呈集中增加趋势。冬小麦种植结构变化的主要原因是受到棉花种植面积减少,以及种植习惯、种植模式变化等因素的影响。

基于GF-1影像的沿淮地区冬季耕地撂荒遥感调查应用

耕地作为一种稀缺资源对国家和农民来说都具有极其重要的意义,但随着市场经济的深入和农村经济的发展,农村耕地撂荒现象时有发生,撂荒耕地必然导致土地资源浪费,影响到中国粮食安全和农民增收,也不利于农村经济社会稳定发展。沿淮地区是安徽省乃至全国重要的商品粮生产基地,但近年来冬季撂荒情况日益严重。该文拟选取安徽省霍邱县,利用2015、2016、2017三年冬小麦生长期内的GF-1卫星16 m多光谱影像,提取霍邱县冬季作物种植的空间分布和面积,通过多年数据对比,来分析霍邱县近年冬季耕地撂荒情况。结果显示:2015、2016、2017三个年度冬小麦种植面积分别为937.72,821.79,608.91km^2。参照2015年度冬小麦种植情况,2016年度冬季撂荒面积115.93 km^2、占比12.36%,2017年度冬季撂荒面积328.81 km^2、占比35.06%。结合实地调研分析,霍邱县近年来冬季撂荒面积不断增大的的主要原因有农田排灌等水利设施不足、稻茬麦效益低、外出务工等。而2017年度撂荒面积明显增加的直接原因是冬小麦播种期间,出现连续阴雨异常天气,低洼地区田间积水严重,致使冬小麦无法播种,被动撂荒。该文的研究可以为沿淮地区冬季撂荒遥感调查提供技术参考。

基于遥感监测河北省地下水超采区冬小麦休耕效果研究

2015年前,河北省地下水超采严重,成为全国最大的地下水漏斗区。为遏制地下水位下降的趋势,2016—2020年,河北省响应国家轮作休耕政策,在黑龙港区域压减冬小麦种植面积。本文采用遥感影像全覆盖的方法,监测黑龙港及周边区域2015年和2020年的冬小麦种植面积,评价休耕前后的冬小麦种植面积变化情况及对地下水位恢复的影响。结果表明,2020年监测区域冬小麦种植面积较2015年减少了6.94%,按冬小麦灌水量3 000 m^(3)/hm^(2)测算,2020年冬小麦种植面积减少约节约灌溉用水量3.38亿m^(3)。

承包地确权数据在轮作休耕工作中的应用

我国农村土地确权颁证工作自2013年试点工作开始至今已接近尾声,通过建立确权颁证成果数据库,准确记录农村土地数据情况。从地块的空间坐标位置到地块四至边界以及地块面积,再到承包方的属性信息等都准确地记录在数据库中。如何将如此庞大又相对精准的数据成果应用于未来的实践中,将数据用对、用活,将是确权数据登记颁证工作完成后面临的一个重大问题。2017年全国开展的耕地轮作休耕制度试点工作,要求优先选择确权登记颁证工作完成的地区,利用确权数据提取轮作休耕地块四至数据。本文在确权数据满足轮作休耕任务要求的前提下进行方法初步设计,准确提取轮作休耕地块四至数据,达到针对四至数据进行遥感核查工作的目的。

遥感技术在“两区”作物种植结构监测中的应用研究——以黑龙江省富锦市为例

[目的]粮食生产功能区和重要农产品生产保护区(以下简称“两区”)划定是确保国家粮食安全和保障重要农产品有效供给的重要举措。文章调查“两区”内作物实际种植情况,探索遥感技术在“两区”作物种植结构监测和“两区”数据更新中的应用方法。[方法]以黑龙江省富锦市为研究区,以Landsat8多光谱影像为数据源,采用遥感监测技术,对研究区范围内2020年水稻、玉米和大豆3种作物种植情况进行监测,识别3种作物并提取地块边界,形成作物空间分布矢量图,与“两区”划定成果图叠加对比,分析“两区”划定情况与实际种植情况的一致性。[结果](1)富锦市水稻生产功能区内水稻实际种植面积占比88.2%,玉米生产功能区内玉米实际种植面积比例为17.8%,大豆实际种植面积占大豆生产功能区的68.8%。(2)富锦市实际种植情况与“两区”划定成果要求种植面积存在明显差异,差异大小因作物不同而不同,主要受当地自然条件、国家政策和农民种植意愿的影响。[结论]鉴于遥感技术可以在“两区”作物种植监测中发挥特殊作用,建议农业农村部门采用遥感技术对“两区”范围内作物种品种和种植面积等情况进行动态监测,及时掌握实际种植情况并更新“两区”数据库,实现精细化管理,进而为决策部门优化农业种植结构,保障国家粮食安全。