基于NDVI时序数据的华北地区耕地物候参数时空变化特征

[目的]耕地物候作为农业生态系统的重要特征之一,是进行农作物长势监测与估产、田间管理、农作物合理布局等的重要依据。利用遥感方法提取大区域尺度耕地物候参数和种植制度的时空变化特征,有助于从整体上掌握农业资源的空间分布情况,为农业生产决策和区域粮食安全评价提供服务。[方法]文章基于1999年和2013年的SPOT/VGT NDVI逐旬时间序列数据,采用TIMESAT软件集成的非对称高斯函数拟合法对数据进行平滑重构,通过比例阈值法提取了华北地区耕地物候参数(生长季开始期和结束期),分析其时空分布特征,并依据年内NDVI变化曲线峰值数目来确定耕地的生长季个数,识别耕地种植制度。[结果]华北地区作物生长开始期和结束期都存在明显的空间差异,15年来河北北部、北京、天津等地区,第一季作物返青/出苗期变化不大。而河南南部和中部地区,2013年第二季作物出苗期明显提前,由1999年6月下旬7月上旬,提前至6月上旬。我国华北地区种植制度仍以一年两熟制为主,华北地区北部受热量资源制约,仍旧保持一年一熟制不变。与1999年相比,华北地区2013年两熟制种植面积下降了21.1%,而一熟制种植面积增加了38.7%。[结论]华北地区耕地物候的时空变化与种植制度密切相关,同时也受到自然资源和人类活动的共同影响。

基于数学形态学和Hough变换的高分辨率遥感影像道路提取

城市交通是经济社会发展的重要推动因素和枢纽,因此道路信息的提取与更新显得尤为重要。利用遥感图像来提取道路信息已经成为近年来道路提取的主要方法,但高分辨率遥感影像的快速发展与应用,在提供丰富信息的同时使道路提取变得更加困难。针对目前基于高分辨率遥感影像提取道路存在的问题,提出一种基于数学形态学和Hough变换的道路自动化提取方法。基于Hough变换确定道路的走向,在此基础上选定线性结构元素,利用数学形态学进行道路提取。分别选择IKONOS影像和Quickbird影像验证本文提出的模型。实验结果表明,本文提出的模型能有效地提取弯曲型道路与直线型道路,取得了较好的结果。

河南省冬小麦产量遥感监测精度比较研究

【目的】预测冬小麦产量,提高估产精度,为国家粮食生产安全宏观调控提供重要的数据和技术支撑。【方法】以河南省为研究区,利用时间序列MODIS-NDVI数据,结合河南省17个地市的产量数据以及河南省的冬小麦遥感监测面积数据,运用实时NDVI与产量数据建立线性模型、两年差值NDVI与对应的差值产量建立线性模型两种方法对河南省冬小麦产量进行预估,比较分析两种方法的精度。【结果】(1)两年差值归一化植被指数(dNDVI)明显比实时归一化植被指数(NDVI)更好地预估冬小麦产量。(2)实时NDVI预估单产产量相对误差基本可以满足要求,大部分在0.25以下,只有少数几个市(焦作、鹤壁、新乡、安阳)相对误差较高。(3)两年差值归一化植被指数(dNDVI)预估单产的整体误差均可以满足估产的要求,均在0.1以下。【结论】两年差值归一化植被指数(dNDVI)可以有效预测冬小麦产量,有利于提高估产精度。

植被物候参数遥感提取研究进展评述

【目的】遥感方法提取植被物候具有宏观、高效、便捷的特点,利用遥感提取植被物候结果可以从较大尺度上研究整个植被生态系统的物候特征。【方法】文章以植被物候遥感提取的过程为线索,采用文献综述法,对植被物候参数遥感提取的各个方面进行阐述。【结果】系统描述了植被物候提取的遥感数据资源,包括遥感专题指数和遥感数据来源;归纳了植被物候遥感提取的技术方法,包括时序植被指数重构技术和植被物候参数提取方法;总结了植被物候遥感提取结果验证途径和误差来源,地面物候观测数据和模型模拟数据是直接验证的途径,他人研究成果和植物生理参量的地面观测数据提供间接验证的途径,误差来源于遥感数据的时间和空间分辨率以及植被物候提取技术方法。最后,针对当前植被物候遥感提取存在的主要问题及未来的发展趋势,从研究对象、数据来源、技术方法和结果验证这4个方面进行了探讨。【结论】尽管植被物候遥感提取的大量研究在理论、技术方法和应用方面都取得明显进展,但在研究对象、数据来源、技术方法和结果验证这些方面仍然存在着一些关键科学问题,需要进一步进行深入研究。

加快数字农业建设 为农业农村现代化增添新动能

[目的]贯彻落实党的十九大报告提出的乡村振兴战略以及习近平总书记最近提出的实施大数据战略要求。[方法]文章认为数字农业是实现这两大战略融合发展的必然要求和根本途径。数字农业将沿着数字技术产业化和农业产业数字化两条主线发展。[结果]数字技术产业化是用信息把小农户和大市场连接起来、用网络把乡村和城市连接起来开展全产业链条的信息服务,将形成市场主导的新型农业服务体系。产业数字化是把农业全过程数字化,提升农业生产的空间应变能力和生产要素的匹配使用能力,改善农业生产方式向精准农业和智慧农业方式发展,将形成政府推动的新型农业生产方式。两条主线融合到现代农业当中,必然形成数字农业经济体系,成为现代农业的实现途径和表现形式,成为数字中国和数字经济的重要组成部分。[结论]该文认为数字农业或者现代农业是必须同时包含数字和土地这两个核心要素的产业体系,论证了数字技术和现代农业的辩证关系。根据国内外实践和经验总结,初步提出了我国建设数字农业的基本思路、重点任务和工作措施。

“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。

农村土地承包经营权要素编码的关键问题及解决途径

为准确使用NY/T 2538-2014、规范农村土地承包经营权确权登记颁证工作,针对目前农村土地承包经营权要素编码中存在的县级段代码和乡级段代码编制、发包方编码、承包方编码、特殊区域编码等关键问题,采用文案调查法和实地调查法进行深入剖析,并给出了问题的解决途径。结果表明:1)县级段代码和乡级段代码应以目前正在开展的农村土地承包经营权确权登记颁证工作作为时间节点来进行编码,并采用民政部公布的行政区划代码;2)发包方应按照农村土地所有关系进行编码,并且发包方编码在承包期内保持稳定;3)承包方应视为权利人来进行编码,其编码取决于是否与发包方签订承包合同;4)农村土地承包经营权要素编码与特殊区域内农村土地承包管理方式无关,应按照农村土地承包经营权要素的内在关系进行编码。通过剖析上述关键问题,研究可进一步深化对农村土地承包经营权要素编码的认识,促进NY/T 2538-2014在农村土地承包经营权确权登记颁证工作中的规范应用。

高标准农田建设标准调查

【目的】为建立健全高标准农田建设标准体系,完善我国高标准农田建设标准。【方法】对我国建设标准较高的高标准农田区上海市崇明县、江苏省东台市开展调查。调查采取当面座谈咨询技术人员及农户、实地考察和发放调查问卷3种方式进行。【结果】两个区域高标准农田建设标准主要是依据地方制定的标准,大部分指标均高出国家标准,但是也存在诸多问题,在指标中尚存在诸如标准量化不够、标准设置欠妥、配套设施标准体现不足等。【结论】建议融合现有标准,明确标准定位;注重生态效益,增加考核范围;找准编制思路,创新标准内容;科学设计指标,因地制宜测算;融合现代科技,强化建管并重。

《农村土地承包经营权要素编码规则》国家标准解读

农村土地承包经营权要素编码是开展农村土地承包管理的基础性工作。《农村土地承包经营权要素编码规则》(GB/T 35958—2018)于2018年9月1日开始实施,必将对规范农村土地承包经营权确权登记颁证工作和促进土地承包管理信息化建设发挥极其重要的作用。为便于GB/T 35958—2018使用者理解和执行,对标准的主要内容进行分析和解读。介绍了GB/T 35958—2018的编制背景,分析了标准的内容要素和层次结构,剖析了标准中农村土地承包经营权要素的代码结构、编码方法和赋码规则,揭示了GB/T35958—2018与国内相关标准的关系,特别是与NY/T 2538—2014的内在关联性,指出了GB/T 35958—2018在应用过程中需要注意的若干问题,并就及时宣贯和修订国家标准提出了建议。

基于风云微波数据的中国冬小麦区干旱监测研究

微波数据能有效克服云层影响,实现土壤水分的全天候遥感监测,但仅局限于土壤表层(0~5 cm),无法客观反映耕作层土壤的实际干旱程度。本研究采用区间划分方法,分析逐日风云微波遥感数据(FY-3C/MWRI)反演的表层土壤水分各区间临界值与对应区间基于MODIS数据得到的温度植被干旱指数(TVDI)最大值的关系,建立2015—2016年冬小麦生育期内月尺度的FY-3C/SM-TVDI模型,初步实现冬小麦主要种植区内微波遥感监测10~20 cm深度土层旱情模型。在此基础上,利用2014—2015年数据进行模型验证。结果表明,模型总体构建效果较好,大部分模拟值与真实值差异不显著(P>0.05),10月模拟值较真实值显著偏低(P<0.05)。

长江源区草地植被退化对土壤持水能力影响

选择长江源区的格尔木市唐古拉山镇作为研究区,通过野外实地采样与室内测试分析相结合,在分析草地植被不同退化阶段和不同土层深度下土壤持水能力特征的基础上,探讨了草地植被退化对土壤持水能力影响。结果表明:(1)在相同草地植被退化阶段,毛管持水量、饱和含水量和田间持水量随土层深度变化的特征基本一致;在相同土层深度上,毛管持水量、饱和含水量和田间持水量随草地植被退化的特征也大体相同。(2)在相同草地植被退化阶段,土壤持水量总体上随土层深度增加而减少,特别是在未退化阶段,10~20 cm土层的毛管持水量、饱和含水量和田间持水量比0~10 cm土层分别减少了12.38%、33.73%和7.64%。(3)在相同土层深度上,土壤持水量总体上随草地植被退化而减少,特别是在0~10 cm土层,轻度退化阶段的毛管持水量、饱和含水量和田间持水量比未退化阶段分别减少了41.52%、59.95%和27.03%。(4)土壤持水量与土壤容重、总碳、有机质和总氮显著相关,它在草地植被不同退化阶段和不同土层深度下的变化可能与地表覆被状况、植物根系数量和分布特征所引起的土壤容重、有机质等变化有关。研究可深化对草地植被退化与土壤持水能力相互关系的理解和认识,并为长江源区生态环境和水资源状况研究提供参考依据。