作物生长模型和遥感数据同化的双尺度作物氮素预测方法研究

批准号:
41471285
项目类别:
面上项目
资助金额:
83.0 万元
负责人:
赵春江
依托单位:
学科分类:
D0113.遥感科学
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨小冬、刘海龙、李银坤、李贺丽、董莹莹、李振海、金秀良、沈家晓、程千
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
作作物氮素状况是进行田间管理和产量品质预报的重要指标。田间调查取样分析法和遥感反演方法均难以实现作物氮素状况的连续动态监测与预测。项目拟以冬小麦为研究对象,基于田间实验观测,借助作物生长模型和遥感同化手段,开展叶片尺度氮含量和群体尺度氮素累积量(即双尺度氮素)的连续动态监测与预测研究。主要内容包括:① 本地化DSSAT-CERES作物模型参数,特别是氮素模块参数的校正,利用作物生长模型开展作物双尺度氮素水平的精确模拟研究;② 综合利用光谱信息和农学知识模型,构建作物双尺度氮素指标的遥感精确反演模型;③ 分别采用以叶片尺度氮含量、群体尺度氮素累积量及双尺度氮素指标共同作为状态变量等3种同化方式,开展作物模型和遥感氮素同化研究;④对所构建的模型方法进行多站点验证,定量评价其稳定性和实际效用。研究成果将进一步丰富作物氮素状况监测方法体系,实现作物氮素状况的连续动态监测与预测,提高其实际应用价值。
英文摘要
Crop nitrogen status is an important indicator in field management and crop yield and quality prediction. Difficulties exist in crop nitrogen dynamic monitoring and prediction by conventional methods with destructive sampling and expensive laboratory analysis and by remote sensing with instantaneous satellite imageries. The objective of the project is to achieve the dynamic monitoring and prediction of two-scale nitrogen status (i.e. leaf nitrogen content for leaf scale and crop nitrogen accumulation for canopy scale) based on assimilation of DSSAT-CERES-Wheat model and remotely sensed data. With field experiments of winter wheat, the main work of this study are as follows: 1) localizing the parameters of DSSAT-CERES model, especially those of the nitrogen simulation module, and then carrying out the two-scale nitrogen status simulation with the crop model; 2) constructing the inversion models of two-scale nitrogen by combining crop spectral information and the agronomy knowledge and models; 3) establishing the approaches for three assimilation ways of crop model and remotely sensed nitrogen data, which using the leaf nitrogen content for leaf scale, the crop nitrogen accumulation for canopy scale and both the two-scale nitrogen parameters respectively as the assimilation state variables; 4) validating the above proposed models and approaches at different sites and quantitatively assessing their stability and performances. The expected outcomes of this project will further enrich the monitoring method system of crop nitrogen status, which will be useful in carrying out the dynamic monitoring and prediction of crop nitrogen status and improving its practical application value.
作物氮素状况是进行田间管理和产量品质预报的重要指标,而传统的田间调查取样分析方法和遥感反演方法均难以实现作物氮素状况的连续动态监测与预测。本项目借助作物生长模型和遥感数据同化手段,开展叶片尺度氮含量(LNC)和群体尺度冠层氮密度(CND)的连续动态与预测研究,为实现作物氮素诊断从“遥感瞬时”向“时相连续”扩展提供有效手段。主要研究内容包括:(1) 本地化 DSSAT-CERES 作物模型参数,特别是氮素模块参数的校正,利用作物生长模型开展作物双尺度氮素水平的精确模拟研究;(2) 综合利用光谱信息和农学知识模型,构建作物双尺度氮素指标的遥感精确反演模型;(3) 分别采用以叶片尺度氮含量、群体尺度氮素累积量及双尺度氮素指标共同作为状态变量等3种同化方式,开展作物模型和遥感氮素同化研究;(4) 对所构建的模型方法进行多站点验证,定量评价其稳定性和实际效用。按照项目研究计划和目标,本课题完成了上述各项研究任务并开展了广泛深入的国内外合作交流;基于研究成果,已发表学术论文26篇(其中SCI论文16篇,EI论文8篇);撰写学术专著1部;申请授权发明专利2项;晋升中国工程院院士1人,高级职称人才1人,副高级职称2人,中级职称1人,培养博士研究生6名,硕士研究生5名。综上,本项目圆满完成了各项预期指标,具体信息详见后述。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2017
期刊:农业工程学报
影响因子:--
作者:李银坤;赵倩;薛绪掌;郭文忠
通讯作者:郭文忠
DOI:--
发表时间:2016
期刊:农业工程学报
影响因子:--
作者:杨福芹;冯海宽;李振海;高林;杨贵军;戴华阳
通讯作者:戴华阳
Remote Sensing of Leaf and Canopy Nitrogen Status in Winter Wheat (Triticum aestivum L.) Based on N-PROSAIL Model
基于N-PROSAIL模型的冬小麦叶片和冠层氮素状况遥感
DOI:10.3390/rs10091463
发表时间:2018-09
期刊:Remote Sensing
影响因子:5
作者:Zhenhai Li;Xiuliang Jin;Guijun Yang;Jane Drummond;Hao Yang;Beth Clark;Zhenhong Li;Chunjiang Zhao
通讯作者:Chunjiang Zhao
Using the DSSAT model to simulate wheat yield and soil organic carbon under a wheat-maize cropping system in the North China Plain
利用DSSAT模型模拟华北平原小麦-玉米种植制度下小麦产量和土壤有机碳
DOI:10.1016/s2095-3119(17)61678-2
发表时间:2017-01-01
期刊:JOURNAL OF INTEGRATIVE AGRICULTURE
影响因子:4.8
作者:Liu Hai-long;Liu Hong-bin;Liu Xiao-xia
通讯作者:Liu Xiao-xia
Estimating genetic parameters of DSSAT-CERES model with the GLUE method for winter wheat (Triticum aestivum L.) production
利用 GLUE 方法估算冬小麦 (Triticum aestivum L.) 生产 DSSAT-CERES 模型的遗传参数
DOI:10.1016/j.compag.2018.09.009
发表时间:2018-11-01
期刊:COMPUTERS AND ELECTRONICS IN AGRICULTURE
影响因子:8.3
作者:Li, Zhenhai;He, Jianqing;Li, Zhenhong
通讯作者:Li, Zhenhong
玉米密植高产群体抗倒伏生物力学基础与光氮协同高效生理生态机制定量化解析
- 批准号:32330075
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:216万元
- 批准年份:2023
- 负责人:赵春江
- 依托单位:
面向2040的中国智慧牧场工程科技发展战略研究
- 批准号:L2224049
- 项目类别:专项项目
- 资助金额:80.00万元
- 批准年份:2022
- 负责人:赵春江
- 依托单位:
农田土壤氮素信息现场快速获取方法与实现技术
- 批准号:61134011
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:300.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:赵春江
- 依托单位:
作物组分氮素田间成像光谱探测机理与升尺度建模研究
- 批准号:41071228
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:40.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:赵春江
- 依托单位:
基于遥感数据的冬小麦变量施肥算法及机理研究
- 批准号:40471093
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:28.0万元
- 批准年份:2004
- 负责人:赵春江
- 依托单位:
小麦形态诊断计算机图像智能化识别系统
- 批准号:39700087
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:1997
- 负责人:赵春江
- 依托单位:
国内基金
海外基金
