结合播种期农田遥感信息的冬小麦NDVI复杂土壤背景影响去除模式
结题报告
批准号:
41771370
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
田庆久
依托单位:
学科分类:
D0113.遥感科学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
卢学鹤、金佳鑫、张文敏、杨闫君、王培燕、王晓菲、高林、徐凯健、焦俊男
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中文摘要
作物NDVI遥感信息中由于不同土壤背景的混入干扰,导致利用NDVI对作物长势监测及其生态参量预测的有效性降低,进一步研究复杂土壤背景对作物NDVI影响去除方法技术仍然是当今重要的研究课题。项目以黄淮海平原冬小麦农田为研究区,依据GF1/2/4//6卫星遥感不同空间尺度NDVI信息特征,预先研究播种期冬小麦农田土壤背景遥感信息及其时空变化特征并作为先验知识,基于光谱混合理论模型,研究土壤类型、土壤水分、秸秆残留对各生长期小麦NDVI信息影响敏感性权重及其关联性,研究不同品种小麦生长特性及其物候特征对植被覆盖度影响,提出快速有效的小麦NDVI信息复杂土壤背景去除理论方法,建立小麦NDVI土壤背景去除前后转换技术模式及转换系数查找表,解决包括历史存档的小麦NDVI土壤背景影响去除难题,推动利用多光谱遥感NDVI信息进行大空间区域、长时间序列的国内外作物长势监测和粮食估产等领域的深入有效应用。
英文摘要
The phenomenon that crop NDVI information at remote-sensing’s pixel scale is often mixed with different soil backgrounds, leads to the decrease of effectiveness of crop condition monitoring and its ecological parameter prediction by using the NDVI information. Study the influence and removal methods of soil backgrounds on crop NDVI information is still the principal research topics at present. This project uses winter wheat farmland of China's huang-huai-hai plain as the research area and studies the remote sensing’s information and its space-time variation characteristics, as prior knowledge, of soil background of wheat farmland in seeding time based on the different spatial scale of NDVI information characteristics of GF1/2/4/6 satellite. Based on the theoretical model of mixed spectrum, the influential sensitivity weight and correlation of soil types ,soil water content and straw residue to wheat NDVI of each growing periods is analyzed. The project studies the influence of growing and phenological characteristics of different wheat cultivars on vegetation coverage, proposes the effective theoretical methods and technology of removing soil background, creates the information conversion’s implementation patterns and lookup table of transformation matrix of before and after the soil background removal of wheat NDVI information, settles the remaining puzzles like soil background removal of wheat NDVI information, and deeply drives the effective use of multi-spectral NDVI information to monitor crop condition and estimate grain yield in large space region and long time series at home and abroad.
作物植被指数(NDVI等)易受到农田土壤和作物秸秆残茬等背景干扰,从而影响多光谱遥感叶面积指数等植被生态学参量反演精度和作物长势监测评估的有效性。项目以山东济宁市和安徽来安县冬小麦农田为研究区,组织开展了9次野外观测实验和大量的实验室模拟实验,系统采集了研究区冬小麦生长周期内冠层光谱、土壤水分、秸秆残茬、覆盖度的叶面积指数等参量。项目依据卫星多光谱遥感不同空间尺度NDVI等植被指数的信息特征,着重研究了播种期冬小麦农田土壤及作物残茬背景遥感信息及其时空变化特征并作为先验知识,基于光谱混合理论模型,研究土壤类型、土壤水分、秸秆残茬对各生长期小麦冠层植被指数(VI)、覆盖度(FVC)和叶面积指数(LAI)等信息影响敏感性权重及其关联性,进而提出复杂土壤及作物残茬背景影响去除方法,推动利用多光谱遥感NDVI和LAI等植被信息进行大空间区域、长时间序列的国内外作物长势监测等领域的深入有效应用。主要研究成果如下:(1)阐明了农田背景土壤类型及作物残茬含水量对植被指数(NDVI等)的影响;(2)厘清了复杂冬小麦农田背景影响下植被指数VI、FVC和LAI遥感反演不确定问题;(3)建立了融合红边光谱特性的VI和LAI遥感估算模型;(4)明晰了农田土壤-作物-作物残茬混合像元三角特征空间,提出了作物残茬覆盖度估算模型;(5)在国内外期刊上共发表学术论文26篇,其中标注该项目第一资助的Q1区SCI期刊论文10篇,培养8名博士研究生和3名硕士研究生。
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:10.16251/j.cnki.1009-2307.2019.05.018
发表时间:2019
期刊:测绘科学
影响因子:--
作者:徐凯健;田庆久;朱小波;杨闫君;焦俊男
通讯作者:焦俊男
DOI:10.11834/jrs.20208225
发表时间:2020
期刊:遥感学报
影响因子:--
作者:焦俊男;石静;田庆久;高林;徐念旭
通讯作者:徐念旭
Estimate of winter-wheat above-ground biomass based on UAV ultrahigh-ground-resolution image textures and vegetation indices
基于无人机超高地分辨率图像纹理和植被指数的冬小麦地上生物量估算
DOI:10.1016/j.isprsjprs.2019.02.022
发表时间:2019-04-01
期刊:ISPRS JOURNAL OF PHOTOGRAMMETRY AND REMOTE SENSING
影响因子:12.7
作者:Yue, Jibo;Yang, Guijun;Zhou, Chengquan
通讯作者:Zhou, Chengquan
Using Hyperspectral Crop Residue Angle Index to Estimate Maize and Winter-Wheat Residue Cover: A Laboratory Study
使用高光谱作物残茬角指数估算玉米和冬小麦残茬覆盖度:实验室研究
DOI:10.3390/rs11070807
发表时间:2019
期刊:Remote Sensing
影响因子:5
作者:Jibo Yue;Qingjiu Tian;Xinyu Dong;Kaijian Xu;Chengquan Zhou
通讯作者:Chengquan Zhou
Changes in Vegetation Growth Dynamics and Relations with Climate in Inner Mongolia under More Strict Multiple Pre-Processing (2000-2018)
更严格多重预处理下内蒙古植被生长动态变化及其与气候的关系(2000-2018年)
DOI:10.3390/su12062534
发表时间:2020
期刊:Sustainability
影响因子:3.9
作者:He Dong;Huang Xianglin;Tian Qingjiu;Zhang Zhichao
通讯作者:Zhang Zhichao
海表油气烃信息高光谱遥感探测模式研究
  • 批准号:
    40971186
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    35.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    田庆久
  • 依托单位:
国内基金
海外基金