NY/T 4618-2025 农作物物候期遥感监测技术规范 ,该文件为pdf格式 ,请用户放心下载!
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资源简介
NY/T 4618-2025《农作物物候期遥感监测技术规范》主要内容的详细总结:
核心目标: 规范利用光学卫星遥感技术监测农作物关键物候期(如出苗、抽穗、成熟等)的技术流程和方法,确保监测结果的科学性和准确性。
适用范围: 主要用于大宗农作物(如小麦、水稻、玉米、油菜、棉花、大豆、花生)的物候期监测,其他作物可参考执行。基于光学遥感卫星数据。
主要内容总结:
- 基本要求 (第5章):
- 空间基准: 必须使用 CGCS2000 坐标系和 1985 国家高程基准。
- 投影方式: 省级及以上尺度推荐阿尔伯斯投影(正轴等面积割圆锥投影);省级以下尺度推荐高斯-克吕格投影或 UTM 投影(横轴等角投影)。
- 专题图分幅: 按 GB/T 13989 规定进行。
- 监测时间窗口: 必须在农作物出苗/移栽后至收获前进行。
- 监测流程 (第6章 & 图1):
- 数据获取与处理 → 植被指数时间序列数据处理 → 农作物物候期地面调查 → 农作物物候期遥感监测 → 监测结果精度验证 → 监测专题图制作和报告编写。这是一个完整的闭环流程。
- 数据获取与处理 (第7章):
- 遥感数据:
- 来源与质量:符合 NY/T 3527(农作物种植面积遥感监测规范)。
- 时间分辨率: 必须优于 5 天(即数据获取频率需足够高)。
- 空间分辨率: 省级及以下尺度,优于 30 米;省级以上尺度,优于 500 米。
- 预处理: 必须进行辐射定标(将数字值转表观辐亮度)、大气校正(消除大气影响)、几何校正(消除几何畸变),均需符合 NY/T 3527。
- 目标区反射率: 需先提取目标农作物空间分布(参照 NY/T 3527),再通过掩膜处理获取目标区域的反射率数据。
- 其他数据: 包括行政区划图、监测区域不同农作物的生育时期资料。
- 遥感数据:
- 植被指数时间序列数据处理 (第8章):
- 植被指数选择: 主要使用归一化差值植被指数(NDVI)。计算公式明确给出:
NDVI = (R_nir - R_red) / (R_nir + R_red)
。 - 数据集构建: 在像元尺度上构建 NDVI 时间序列数据集。日期需转换为 DOY(一年中的第几天)。数据集应为多图层空间数据格式,图层名含 DOY 信息。
- 数据合成: 若单期质量不佳,可在农作物同一生育时期内进行植被指数合成,按 GB/T 30115(卫星遥感影像植被指数产品规范)执行。
- 时间序列重构: 必须使用 Savitzky-Golay 滤波算法平滑 NDVI 时间序列数据,以去除噪声。滤波公式和参数(窗口宽度
2m+1
)明确给出。
- 植被指数选择: 主要使用归一化差值植被指数(NDVI)。计算公式明确给出:
- 农作物物候期地面调查 (第9章):
- 样地与观测点布设:
- 样地需具区域代表性、多年稳定种植、播期固定。
- 可用前期 NDVI 辅助分层抽样。
- 样地大小 > 100m x 100m。
- 数量要求: 省级以下(不含省级)至少 30 个样地;省级及以上可增加。
- 每个样地内随机选 1 个以上观测点。
- 调查频率: 需覆盖全生育期。大宗作物可每周一次;生育期短的作物可每 2 天一次。
- 地面观测:
- 详细记录观测点信息(地理坐标、海拔、作物种类、生育时期 - 见附录 B)并拍照存档。
- 观测植株数 ≥ 30 株。
- 物候期判定标准: 当 50% 植株进入某一生育时期时,该观测日期对应的 DOY 即为物候期。
- 调查结果整合: 单观测点样地,观测结果即为样地结果;多观测点样地,取不一致观测点结果的 DOY 均值作为样地物候期。
- 样地与观测点布设:
- 农作物物候期遥感监测 (第10章):
- 模型构建:
- 对每个像元的平滑后 NDVI 时间序列,使用函数(如非对称性高斯、双 Logistic)进行拟合,得到 DOY-NDVI 拟合曲线。
- 将地面调查样地结果按 7:3 随机划分为训练样本和验证样本。
- 基于训练样本和拟合曲线,采用 阈值法(为主)、滑动平均法或微分法建立某物候期 DOY 与 NDVI 的对应关系。
- 阈值确定: 训练样本所在样地的 NDVI 均值(公式给出)作为提取该物候期 DOY 的阈值
T
。
- 物候期反演:
- 对未知像元,根据其 DOY-NDVI 拟合曲线,找到 NDVI 值达到阈值
T
时对应的 DOY 值。 - 若曲线有多个交点,需根据作物实际物候规律和曲线单调性判断正确的 DOY。
- 对未知像元,根据其 DOY-NDVI 拟合曲线,找到 NDVI 值达到阈值
- 模型构建:
- 监测结果精度验证 (第11章):
- 验证方法: 使用预留的地面调查验证样本(30%部分)。
- 评价指标: 计算遥感监测结果 DOY (
d_i
) 与地面调查结果 DOY (d'_i
) 之间的 均方根误差 (RMSE)。公式明确给出。 - 精度要求:
- 合格标准: RMSE ≤ 10 天。
- 特殊要求: 对生育时期持续时间很短的作物,RMSE 应 ≤ 该生育时期持续天数的一半。
- 不合格处理: 若精度不合格,需核查遥感数据质量、地面样地代表性等,并重新执行监测流程直至合格。
- 监测专题图制作和报告编写 (第12章):
- 专题图:
- 符号、注记、整饰等地图要素按 GB/T 20257(国家基本比例尺地图图式)制作。
- 必备要素:图名、图例、比例尺、指北针、物候期空间分布、行政区划信息。
- 监测报告:
- 内容应包括:监测区概况、作物类型、卫星传感器信息、影像时间、监测时间范围、流程说明;
- 地面调查样地分布图及训练/验证样本数量;
- 监测结果描述、时空特征分析、专题图;
- 精度验证结果说明;
- 监测与审核人员信息。
- 专题图:
- 附录 (规范性/资料性):
- 附录 A (规范性): 规定了《农作物物候期地面调查表》的格式和必填内容,包括样地/观测点编号、调查日期(YYYY-MM-DD)、经纬度、海拔、作物种类、播期、播种方式、生长状态、生育时期、处于该时期植株比例、物候期(DOY值,DDD格式)。
- 附录 B (资料性): 提供了常见农作物(冬小麦、水稻、玉米、油菜、棉花、大豆、花生)的关键生育时期名称列表,作为识别和记录生育时期的参考。
- 规范性引用文件: 明确列出并声明了本文件引用的其他国家标准和行业标准(如 GB/T 13989, GB/T 20257, GB/T 30115, NY/T 3527 等),这些文件的相关条款构成本文件不可或缺的部分。
核心要点提炼:
- 标准化流程: 定义了从数据准备、处理、建模、验证到成果输出的完整、标准化的技术流程。
- 高时空分辨率数据要求: 强调遥感数据需具备高时间(<5天)和适宜空间分辨率。
- NDVI 为核心指标: 以 NDVI 时间序列的构建、滤波平滑和曲线拟合作为物候信息提取的基础。
- 地面调查关键作用: 地面调查是模型训练、阈值确定和精度验证的基础,对样地选择、观测方法和物候期判定有详细规范。
- 阈值法为主: 明确以基于地面样本 NDVI 均值的阈值法作为主要的物候期提取方法。
- 严格精度控制: 使用 RMSE 定量评价精度,并设定了明确的合格标准(≤10天)和特殊情况下的要求。
- 空间基准与成果规范: 强制规定统一的空间基准(CGCS2000, 1985高程)和投影方式,并对专题图和报告的格式内容提出要求。
- 参考附录: 提供标准化的调查表格和常见作物生育期参考表,确保操作的一致性和便利性。
这份技术规范为利用遥感手段进行大范围、客观、可比的农作物物候期监测提供了详细的操作指南和质量控制标准。
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