HJ1星上思縣甘蔗工藝成熟期長(zhǎng)勢(shì)多年對(duì)比監(jiān)測(cè)

黃敏堂等

摘要以廣西上思縣為研究區(qū)，利用環(huán)境減災(zāi)衛(wèi)星HJ1遙感數(shù)據(jù)提取甘蔗種植面積，采用歸一化植被指數(shù)模型NDVI對(duì)單一時(shí)相甘蔗長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，構(gòu)建NDVI偏差分級(jí)模型對(duì)甘蔗工藝成熟期長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行多年對(duì)比監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明：①利用NDVI均值和偏差2個(gè)分析指標(biāo)，可定性分析監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)甘蔗長(zhǎng)勢(shì)狀況。除2011年甘蔗總體長(zhǎng)勢(shì)差于常年外，2009、2010、2012年甘蔗總體長(zhǎng)勢(shì)好于常年。②利用NDVI偏差分級(jí)模型可對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)甘蔗長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。2012年上思縣甘蔗長(zhǎng)勢(shì)最好，長(zhǎng)勢(shì)好、差所占面積比例分別為96.87%、3.13%；2011年甘蔗長(zhǎng)勢(shì)最差，長(zhǎng)勢(shì)好、差比例分別為99.57%、0.43%。

關(guān)鍵詞甘蔗；長(zhǎng)勢(shì)；HJ1星；工藝成熟期；遙感監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)S126文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A文章編號(hào)0517-6611（2014）36-13129-03

Abstract With Guangxi Shangsi County as the research site，HJ1 satellite remote sensing data is used to extract sugarcane area.Then，normalized difference vegetation index （NDVI） model is used to monitor sugarcane growth condition of single phase.At last，NDVI deviation classification model is constructed to comparatively monitor sugarcane growth condition in the process maturity.The results show that：①With two indicators of NDVI mean and deviation value，sugarcane growth conditions can be analyzed qualitatively.The growth conditions of sugarcane in Shangsi County are better than perennial value in 2009，2010 and 2012 except 2011.②With NDVI deviation classification model，sugarcane growth conditions can be analyzed quantitatively and contrastively.The sugarcane condition in 2012 is the best with good area accounted 96.87% and bad area accounted only 3.13%.The sugarcane condition in 2011 is the worst with good area accounted only 0.43% and good area accounted only 9957%.

Key words Sugarcane； Growth condition； HJ1； Process maturity； Remote sensing monitoring

應(yīng)用遙感技術(shù)為農(nóng)業(yè)服務(wù)是農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化中的最前沿領(lǐng)域之一。通過(guò)分析遙感影像中不同地物的光譜特征進(jìn)行農(nóng)作物識(shí)別是一種普遍而有效的方法，已在多種農(nóng)作物識(shí)別上取得成效[1-4]。作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)是農(nóng)業(yè)遙感的重要研究領(lǐng)域，相關(guān)研究主要集中在棉花[5]、水稻[6]、小麥[7-8]等農(nóng)作物上。遙感技術(shù)在甘蔗監(jiān)測(cè)的應(yīng)用尚處于起步階段，研究主要集中于甘蔗葉面積指數(shù)反演[9-10]、面積提取[11-13]。在甘蔗長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)方面，目前只見(jiàn)有丁美花等利用MODIS資料，采用歸一化植被指數(shù)監(jiān)測(cè)甘蔗長(zhǎng)勢(shì)，同時(shí)利用ETM資料的高空間分辨率優(yōu)勢(shì)，采用監(jiān)督分類方法提取相關(guān)的地表特征，排除監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)非甘蔗用地信息的干擾，研究表明兩種資料結(jié)合提高了甘蔗長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)的精度[14]。利用遙感數(shù)據(jù)對(duì)甘蔗長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行多年動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)尚未見(jiàn)報(bào)道。

我國(guó)“環(huán)境一號(hào)”衛(wèi)星A、B星（簡(jiǎn)稱HJ1A、HJ1B衛(wèi)星）于2008年9月6日成功發(fā)射。其中，HJ1A星搭載有4個(gè)譜段30 m分辨率的CCD相機(jī)和115個(gè)譜段100 m分辨率的HIS（高光譜成像儀），HJ1B星搭載有4個(gè)譜段30 m分辨率的CCD相機(jī)和4個(gè)譜段150 m分辨率的IRS（紅外多光譜相機(jī)），回歸周期均為4 d。利用環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星科學(xué)、快速地進(jìn)行作物識(shí)別、作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)，定量分析農(nóng)業(yè)信息，對(duì)政府進(jìn)行農(nóng)業(yè)決策具有重要意義。筆者以廣西上思縣為研究區(qū)，利用環(huán)境減災(zāi)衛(wèi)星HJ1遙感數(shù)據(jù)提取甘蔗種植面積，采用歸一化植被指數(shù)（NDVI）對(duì)2009～2012年4個(gè)時(shí)相甘蔗工藝成熟期長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，構(gòu)建NDVI偏差分級(jí)模型對(duì)甘蔗工藝成熟期長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行多年對(duì)比監(jiān)測(cè)。籍此探討利用遙感技術(shù)進(jìn)行甘蔗長(zhǎng)勢(shì)定量監(jiān)測(cè)的可行性，為利用遙感技術(shù)估測(cè)甘蔗產(chǎn)量提供參考。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

上思縣位于廣西西南部，地處107°33′～108°17′E，21°44′～22°23′N，海拔高度63～1 167 m。地勢(shì)由東南向西北傾斜，東南北三面高山環(huán)抱，地形略呈槽形盆地，土地以丘陵、山坡地為主且連片集中。縣境內(nèi)屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫為21.7 ℃，年平均降雨量1 217.3 mm，氣候溫和，雨量適中，無(wú)霜期長(zhǎng)，常年旱地甘蔗種植面積約2.67萬(wàn)hm2，是廣西的主要甘蔗生產(chǎn)基地之一。

1.2數(shù)據(jù)源與預(yù)處理

衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)選用了HJ1A、B衛(wèi)星CCD成像的1～4波段，分別為藍(lán)波段B1（0.43～0.52 μm）、綠波段B2（0.52～0.60 μm）、紅波段B3（0.63～0.69 μm）和近紅外波段B4（0.76～0.90 μm）。該數(shù)據(jù)由中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心提供，列屬二級(jí)產(chǎn)品，遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理包括輻射定標(biāo)和幾何校正。

2.22009～2012年甘蔗長(zhǎng)勢(shì)分級(jí)評(píng)價(jià)

利用甘蔗長(zhǎng)勢(shì)遙感監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)模型計(jì)算2009～2012年甘蔗長(zhǎng)勢(shì)，其分布狀況如圖2和表2所示。從圖2可以看出，2012年上思縣甘蔗長(zhǎng)勢(shì)最好，長(zhǎng)勢(shì)好的甘蔗占96.87%，差的僅占3.13%，其中那琴鄉(xiāng)、公正鄉(xiāng)附近有部分甘蔗長(zhǎng)勢(shì)較差；其次是2009和2010年，這2年甘蔗長(zhǎng)勢(shì)好的比例分別占66.14%、43.88%，其中2010年甘蔗長(zhǎng)勢(shì)差的區(qū)域主要分布在思陽(yáng)鎮(zhèn)附近，2009年上思縣中部甘蔗長(zhǎng)勢(shì)較好，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有不同程度甘蔗長(zhǎng)勢(shì)較差區(qū)域；甘蔗長(zhǎng)勢(shì)最差的年份為2011年，長(zhǎng)勢(shì)好差比例分別為99.57%，0.43%，僅在沿河區(qū)域有部分甘蔗長(zhǎng)勢(shì)較好。

3結(jié)論與討論

（1）利用歸一化植被指數(shù)模型對(duì)甘蔗工藝成熟期長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)甘蔗種植區(qū)NDVI均值和偏差2個(gè)分析指標(biāo)，可定性分析監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)甘蔗長(zhǎng)勢(shì)狀況，結(jié)果顯示：除2011年甘蔗總體長(zhǎng)勢(shì)差于常年外，2009、2010、2012年甘蔗總體長(zhǎng)勢(shì)好于常年。

（2）利用甘蔗長(zhǎng)勢(shì)評(píng)價(jià)模型及分級(jí)指標(biāo)可對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)甘蔗長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行定量分級(jí)評(píng)價(jià)，2012年上思縣甘蔗長(zhǎng)勢(shì)最好，長(zhǎng)勢(shì)好、差所占面積比例分別為96.87%、3.13%；2011年甘蔗長(zhǎng)勢(shì)最差，長(zhǎng)勢(shì)好、差比例分別為99.57%、0.43%。甘蔗長(zhǎng)勢(shì)定量分級(jí)評(píng)估結(jié)果可為產(chǎn)量估測(cè)提供提供參考。

（3）利用偏差分級(jí)模型對(duì)甘蔗長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，僅劃分了好、差兩個(gè)級(jí)別。在進(jìn)一步的研究中，可結(jié)合產(chǎn)量制定更細(xì)的長(zhǎng)勢(shì)分級(jí)指標(biāo)，以為甘蔗估產(chǎn)提供更精細(xì)的長(zhǎng)勢(shì)評(píng)價(jià)參考。

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