基于Logistic模型的山东省秋季作物收获期遥感监测

　　摘要：收获期是影响作物品质和产量的关键生育期，准确、及时地获取作物收获期对指导农业生产具有重要意义。该研究在分析秋季作物生长曲线变化特征的基础上，利用MODISNDVI时序数据为遥感信息源，以Logistic模型为核心，运用曲率最大值法，构建秋季作物收获期的遥感监测模型，并以山东省为研究区，逐像元提取秋季作物的收获时间。研究发现，2014年山东省的秋收时间主要集中在第260～285天，即9月中下旬到10月上旬，并呈现从南向北逐渐推迟的空间特征。该研究结果与地面观测数据基本一致，并且该研究结论与已有的研究成果具有较好的一致性，说明该研究基于Logistic模型构建的秋季作物收获期遥感监测模型是可靠的。研究结果可以为山东省农业生产提供一定的科学参考和指导，对促进山东省农业信息化和现代化具有重要意义。

　　关键词：收获期;Logistic模型;MODISNDVI;遥感;山东省

　　收获期是作物的关键生育期，作物收获的早晚影响作物的产量和质量。准确、及时的获取作物收获期信息，对于提高农产品的品质和产量、调整作物播种期、指导规模化种植区域的机械化收割具有重要意义［1－5］。

　　1数据来源与研究方法

　　1．1数据来源及预处理

　　1．1．1遥感数据预处理。该研究使用的遥感数据为从全球MODIS数据免费分发网站(http://ladsweb．nascom．nasa．gov)获取的基于8d最大值合成的MODIS反射率数据(MOD09Q2)，空间分辨率为250m，时间范围为2014209～2014305，即2014年7月28日～2014年11月8日共13期数据。

　　1．1．2NDVI信息提取。研究选用归一化差值植被指数(NDVI)作为指示作物生育期变化的遥感指标。NDVI能够在很大范围内相当精确地反映植被绿度、光合作用强度以及植被的季节性和年际变化［15－17］。利用MOD09Q2的2个波段反射率得到NDVI数据的计算公式如下:NDVI=ρnir－ρredρnir+ρred(1)式中，ρred为MOD09Q2第一波段(620～670nm)的反射率;ρnir为MOD09Q2第二波段(841～876nm)的反射率。

　　1．2秋收时间遥感监测方法

　　作物生育期遥感监测的实质是发现作物在形态上发生显著变化所对应的日期。该研究根据平滑后的NDVI时间序列曲线，以Logistic模型(公式3)为核心，根据曲率极值法，提取秋季作物的收获时间。作物收获时间的具体提取流程如图1所示。

　　2结果与分析

　　2．12014年山东省秋收进程的空间特征

　　该研究以Logis-tic模型为核心，通过时序MODISNDVI信息，构建秋季作物收获期遥感监测模型，获得以儒略日为时间尺度的2014年山东省秋季作物收获期空间分布，如图2所示。

　　总体上看，2014年山东省秋季作物收获时间从第240天持续到第300天左右，即9月初～11月上旬，持续时间较长，但主要集中在第260天到第285天之间，即9月中下旬～10月中旬，收获作物占全省的89%以上，持续1个月左右。从空间上看，2014年山东省秋季作物收获时间从南向北逐渐推迟，南部平原地区秋收时间主要集中在第265～270天左右，即9月中下旬，而德州、东营、烟台等北部地区秋季作物收获时间主要集中在第275～285天之间，即10月上中旬，南北相差15d左右，这与实际的山东省秋收进程基本一致。收获时间较早的地区出现在莱芜市南部、新泰市和泗水县等中部山地。

　　2．2结果验证

　　利用地面观测数据对遥感监测结果进行验证，是检验遥感提取方法精度的重要手段。由于缺乏2014年山东省秋收时间的地面监测数据，该研究根据气象科学数据共享服务网(http://cdc．cma．gov．cn)发布的高密、菏泽、济宁等8个站点2009～2012年山东省夏玉米成熟期对该研究的提取结果进行简要的精度分析。其中，2009～2012年作物成熟平均日期来自站点观测数据，对应的遥感提取结果为站点所辖市区内所有作物的平均收获期，结果见表1。

　　3结论与讨论

　　该研究以Logistic模型为核心，利用时序MODISNDVI信息，基于曲率最大值法，构建了秋季作物收获期的遥感监测模型，提取了2014年山东省秋收时间。结果表明，2014年山东省秋收时间主要集中在第260～285天之间，即9月中下旬～10月中旬，并且空间上呈现从南向北逐渐推迟的趋势，南北相差近15d左右。该研究结果与地面站点观测数据和已有的研究基本一致，说明该研究构建的秋收时间遥感监测模型具有一定的可靠性，可以为山东省农业生产提供一定的指导和科学参考。

　　参考文献

　　［1］SUNHY，ZHANGXY，CHENSY．Effectsofharvestandsowingtimeontheperformanceoftherotationofwinterwheat-summermaizeintheNorthChinaPlain［J］．IndustrialCropsandProducts，2007，25(3):239－247．

　　［2］谢黎虹，叶定池，陈能，等．播期和收获期对“水丰两优1号”品质的影响［J］．农业气象，2008，29(1):83－85．

　　［3］迟永琴．春小麦品质与收获期的关系［J］．作物杂志，1995，11(3):30－31．

　　侯学会，隋学艳，姚慧敏，梁守真，王猛，王素娟*

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