基于遙感技術的石家莊地區冬小麥調查研究

武 猛 楊英茹 李瑜玲 * 李海杰 高欣娜 黃 媛 杜亞茹

（1石家莊市農林科學研究院 河北 石家莊 050041； 2石家莊市農業信息化工程技術研究中心 河北石家莊 050041； 3河北省都市農業技術創新中心 河北 石家莊 050041）

作為重要的自然資源和社會生產要素，農業資源是衣食之源，是人類農業生產、生活和經營開發的基礎。農業資源歷來受到各級政府、科研單位和高等院校的廣泛重視，準確、及時掌握農業土地資源的數量、分布、質量及其變化，已經成為相關單位長期追求的目標。隨著空間技術的進步，遙感技術已成為大范圍區域農業資源研究的新技術[1～3]。農業資源遙感的目的是調查自然要素和社會經濟因素共同作用下的農業資源的類型、數量、分布和質量現狀，監測其時空變化過程及規律[4～6]。

1 遙感調查范圍

遙感調查范圍為石家莊地區17個區縣，具體包括：井陘礦區、井陘縣、正定縣、欒城縣、行唐縣、靈壽縣、高邑縣、深澤縣、贊皇縣、無極縣、平山縣、元氏縣、趙縣、藁城市、晉州市、新樂市、鹿泉市。

2 光譜特征差異監測農作物種植面積

本研究采用基于多時相和遙感的作物提取方法，綜合利用遙感圖像包含的波譜、空間和時間上的信息，針對作物不同生長發育階段的光譜特性與其他地物間的差異，結合閾值法、變化向量分析等方法實現作物的分類與識別。不同農作物在遙感影像上的光譜特征差異及農作物種植面積遙感監測流程如圖1所示。

圖1 不同類型的農作物與不同的種植模式在遙感影像上的光譜特征差異

作物長勢監測是指對作物的苗情、生長狀況及其變化的宏觀監測，可以分為隨時間變化的監測和長勢空間分布狀況監測。以主要農作物種植面積提取的結果為依據，選定適宜的表征農作物長勢的參量，在各種作物的種植區域內計算農作物長勢參量，并根據長勢參量的遙感估算結果，開展農作物長勢的分級與評價。以石家莊地區冬小麥為例，進行相關分析。

3 冬小麥數據監測

2018年8 月和2019年8、9月分別對石家莊地區冬小麥面積進行了遙感監測。從作物面積變化、長勢監測、產量預估、土壤墑情等方面進行了分析比較。

3.1 冬小麥面積變化。石家莊地區冬小麥種植面積遙感監測結果如表1所示。2018年冬小麥種植面積總計為442.90萬畝，2019年種植面積總計為449.51萬畝，總體增長1.49%。趙縣、藁城區和無極縣為石家莊地區冬小麥種植面積最多的區縣，2019年分別為55.83萬畝、55.69萬畝和42.43萬畝，占石家莊地區總播種面積的34.79%，全市范圍內，冬小麥的種植面積相對穩定。

表1 石家莊地區2018～2019年冬小麥種植面積及變化情況

3.2 冬小麥長勢監測。石家莊地區冬小麥拔節期和灌漿期長勢遙感監測結果見表2。2019年冬小麥拔節期長勢較差、適中和較好的面積分別為81.46萬畝、286.91萬畝和70.31萬畝，分別占總面積的18.57%、65.40 %和16.03%；灌漿期長勢較差、適中和較好的面積分別為79.06萬畝、224.86萬畝和135.18萬畝，分別占總面積的18.00%、51.21%和30.79%。各區縣長勢略有差異。

表2 石家莊地區2019年冬小麥長勢占比統計情況

3.3 冬小麥墑情監測與產量預估。墑情與冬小麥產量直接相關，墑情條件好的區域產量相對較高。對石家莊地區2019年冬小麥產量進行了遙感估算，結果如表3所示。石家莊地區冬小麥單產約460.02kg/ 畝，總產量約為215.3萬t。

表3 石家莊地區2019年冬小麥墑情與產量統計情況

4 結語

綜上，基于遙感技術對冬小麥的監測實例，所獲得的石家莊地區農業資源數據，不僅可以宏觀地展現石家莊地區農業資源的分布情況，還可以展現出石家莊地區主要農作物的動態變化情況。逐步建立并完善農業資源數據庫[7]，可以為指導種植結構的調整和政府宏觀調控提供扎實的信息依據，合理調節市場供需平衡，預見風險，真正實現農民增產增收的目的[8]。