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ICS07.040A77DB61陕西省地方标准DB61/T1041—2016小麦、玉米产量遥感估测规程Specificationsforestimatingwheatandmaizeyieldbyremotesensing2016-07-27发布2016-10-01实施陕西省质量技术监督局发布DB61/T1041—2016I前言本标准根据GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由杨凌农业高新技术产业示范区科技信息中心提出。本标准由陕西省农业厅归口。本标准起草单位：北京农业信息技术研究中心、北京农业质量标准与检测技术研究中心、杨凌农业高新技术产业示范区科技信息中心。本标准主要起草人：赵春江、徐新刚、王纪华、顾晓鹤、宋晓宇、龙慧灵、冯海宽、卫景芳、侯宝英、谢胜菊。本标准由杨凌农业高新技术产业示范区科技信息中心负责解释。本标准首次发布。单位：杨凌农业高新技术产业示范区科技信息中心电话：029-87030801地址：陕西省咸阳市杨凌农业高新技术产业示范区新桥北路6号政务大厦312室邮编：712100DB61/T1041—20161小麦、玉米产量遥感估测规程1范围本标准规定了小麦、玉米产量遥感估测的术语和定义、技术要求和估测方法。本标准适用于陕西省将遥感与地面抽样技术相结合的县域及以上尺度范围的小麦、玉米产量估测。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T14950-2009摄影测量与遥感术语GB/T15968-2008遥感影像平面图制作规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1遥感影像remotesensingimage指通过安装在遥感平台上的遥感器对地表进行摄影或扫描获得的影像。3.2植被指数vegetationindex利用卫星遥感器获取的不同波段光谱数据组合而成，能反映植物生长状况的指数。3.3归一化差值植被指数(NDVI)normaldifferencevegetationindex归一化差值植被指数指遥感影像近红外波段与可见光红波段的反射率之差与二者之和的比值。3.4矢量数据vectordata在空间地理坐标系中，用X、Y坐标记录地理实体位置的数据，本标准指与估产区域相对应的耕地地块、行政区划（省、市、县或乡镇边界）等多边形矢量图。3.5产量抽样yieldsample在小麦、玉米收获期，依据统计抽样原理，选择一定数量的抽样地块，实际收割并测量抽样地块的小麦、玉米产量。3.6产量抽样点空间位置geospatialpositionforyieldsamplesite抽样地块中产量抽样点处的经纬度坐标，记录格式应符合A.1的规定。3.7种植范围wheatplantingareaDB61/T1041—20162实施产量遥感估测的种植区域。4技术要求4.1遥感影像数据要求4.1.1至少应包括小麦、玉米的抽穗（抽雄）、开花和灌浆期等在内的多个生育期的遥感影像数据。4.1.2中空间分辨率遥感影像应优于30m；高空间分辨率影像应优于10m。针对不同应用范围尺度，对应遥感影像的空间分辨率要求应符合表A.1的规定。4.1.3遥感影像至少应包括可见光和近红外波段的数据。4.1.4原始影像应清晰无云，无传感器条带噪声，经过预处理后的影像中各种典型地物具有明晰的光谱特征，几何校正精度应达到半个像元尺寸以内。4.2地面调查要求4.2.1在产量抽样地块内取样时，应在地块中选择小麦、玉米生长水平较一致的位置取样。对于小麦，采用五点法取样，每点收割四行0.5m长范围的样本面积；对于玉米，选取两行10m长的范围作为样本面积。4.2.2样本点中心的经纬度坐标应使用大地测量方法记录。5遥感估产方法5.1准备工作遥感估产的准备工作包括：a)估产区域的耕地地块空间分布矢量图；b)与估产区域相对应的行政区划矢量图（省、市、县或乡镇多边形边界）。5.2估测步骤5.2.1遥感影像数据预处理按照4.1对获取的遥感影像数据进行辐射定标、大气校正和几何校正等预处理。5.2.2NDVI计算按照3.3计算植被指数NDVI，近红外和可见光红波段反射率从预处理后的遥感影像中提取，NDVI通过公式（1）计算获得：NDVI=（Rnir-Rred）/（Rnir+Rred）……………………………⑴式中：NDVI——植被指数；Rnir——影像近红外波段反射率；Rred——影像可见光红波段反射率。5.2.3小麦、玉米种植分布提取DB61/T1041—20163对预处理后的遥感影像，利用耕地地块矢量图进行掩膜处理；接着，应用监督分类方法，提取耕地区域内的小麦或玉米种植分布面积，要求总体分类精度达到90%以上；最后，计算每个耕地地块内小麦或玉米种植面积所占的比例。5.2.4产量抽样地块确定5.2.4.1地块抽样群体确定将耕地地块中面积不小于50亩，且小麦或玉米种植面积比例不小于50%的地块作为抽样总体，抽样地块数的要求：至少为抽样总体的5%，数量在30至60个之间；以估产区域所辖的下一级行政单位的数量为抽样的群数。5.2.4.2群抽样量计算抽样总体为N,应按照公式（2）的方法计算。∑1miikN==…………………………………⑵式中：N——抽样总体；m——群数；k——各群中地块数。抽样估计量为Pm,应按照公式（3）的方法计算。∑∑===NiikjmjAAPm11…………………………………⑶式中：Pm——各群耕地面积占所有群耕地面积的比例，作为各群的抽样估计量；k——各群中地块数；A——总体中各地块面积；N——抽样总体。各群的抽样估计量mn，应按照公式（4）的方法计算。mmPnn*=…………………………………⑷式中：mn——各群的抽样估计量；n——抽样地块数为；Pm——各群耕地面积占所有群耕地面积的比例，作为各群的抽样估计量。若所得的mn不是整数，需要取整，结合实际，对相应群是否进行实地抽样，应按照公式（5）的方法计算。⎪⎩⎪⎨⎧≤=220mnmnmnnm…………………………………⑸DB61/T1041—20164式中：nm——各群的抽样量；mn——各群的抽样估计量。5.2.4.3群抽样地块的选取方法将5.2.4.1抽样总体中的耕地地块编号设为唯一，采用随机数表不放回原则，应用简单随机抽样法抽取5.2.4.2所确定的各群的nm个地块，具体方法：将每个群的样本数分成k／nm段，在第一段内随机抽选一个地块，记为起始编号l；然后，按照k／nm的步长依次选择出l+k／nm，l+2k／nm，1+3k／nm等，分别记为第2、3、4到第k／nm个地块（k、nm同5.2.4.2）。6产量遥感估测6.1累积NDVI影像获取用5.2.3小麦、玉米种植分布数据，对预处理后的各生育期遥感影像进行掩膜处理后，计算植被指数NDVI，根据公式（6）将各生育期影像NDVI进行累积求和，得到累积NDVI影像。∑==niiNDVISumNDVI1…………………………………⑹式中：SumNDVI——各生育期遥感影像NDVI的累积值；n——不同生育期遥感影像的总景数；NDVIi——第i个生育期遥感影像的NDVI。6.2产量空间分布计算6.2.1通过小麦、玉米产量抽样地块记录的地块样点经纬度信息，提取抽样地块样点位置处的NDVI累积值。6.2.2将抽样点产量（作为因变量）与各样点的NDVI累积值（作为自变量）进行回归分析，构建产量模型。6.2.3利用6.2.2的产量模型，输入NDVI累积值影像数据计算得到小麦、玉米产量空间分布专题图，图片应为tif格式。6.3产量信息统计利用地理信息系统软件，在产量空间分布专题图上，叠加行政边界多边形矢量图，提取各行政区域内的小麦、玉米像元数量和像元均值，得到各行政区域小麦、玉米种植面积（种植像元数×影像空间分辨率）和单产信息（即像元均值），二者相乘得到总产信息。6.4编写产量遥感估测报告6.4.1通则产量遥感估测报告必须包括估测区域的小麦、玉米产量空间分布图和产量统计信息表。DB61/T1041—201656.4.2产量空间分布图对6.2产量空间分布专题图，利用地理信息系统软件，制作小麦、玉米产量空间分布图，图片应为JPG格式，分辨率应为100dpi以上，产量空间分布图中所包括的以下要素应符合A.2的规定：a)标题；b)指北针；c)比例尺；d)经纬度网格；e)图例；f)制图单位和日期；g)遥感数据源说明。6.4.3产量信息统计表对6.3各行政区域小麦、玉米种植面积、单产和总产信息，利用常用表格办公软件，生成产量信息统计表格，表格字段内容应符合A.1的规定。6.4.4产量估测报告要求编写的产量估测报告包括以下要素：a)报告标题；b)报告正文；c)产量空间分布图；d)产量统计信息表；e)报告编写人和编写时间。产量遥感估测报告的模板应符合A.2的规定。ADB61/T1041—20166AB附录A（规范性附录）产量遥感估测说明项目及报告模板A.1产量遥感估测涉及的说明项目产量遥感估测涉及的说明项目见表A.1。表A.1产量遥感估测涉及的说明项目项目类型项目名称注释遥感影像中空间分辨率（优于30m）用于县域以上尺度范围高空间分辨率（优于10m）用于县域尺度范围样点空间位置坐标经度（单位：度）格式：XXX.XXXXX纬度（单位：度）格式：XX.XXXXX产量遥感估测图产量空间分布专题图tif格式，自身具有空间坐标信息产量空间分布图JPG格式，100dpi以上分辨率产量信息统计表行政区域名估测区域内各行政区域的名称种植面积单位：万亩单位面积产量单位：公斤/亩总产量单位：万吨A.2产量遥感估测报告模板产量遥感估测报告模板见图A.1。DB61/T1041—20167报告标题→报告正文→产量空间分布图→产量统计信息表→报告编写人和编写时间→某地某年某作物产量遥感估测报告‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧正文‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧。图x某地某年某作物遥感估测产量空间分布图表x某地某年某作物遥感估测产量统计信息行政区域名种植面积(万亩)单产（公斤/亩）总产量(万吨)区域1‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧区域2‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧XXX编写XXXX年XX月XX日图A.1产量遥感估测报告模板____________________________