ICS07.060B 18DB37山东省地方标准DB37/T 37912019大蒜长势卫星遥感评估技术规范Specification for evaluation techniques on satellite remote sensingof garlic growth status2019 - 12 - 24发布2020 - 01 - 24实施山东省市场监督管理局发布DB37/T 37912019目次前言II1范围12术语和定义13数据要求24评估时间25评估方法26评估流程4附录A（规范性附录）常用的中高空间分辨率星载传感器及其红光和近红外波段参数5附录B（规范性附录）大蒜长势等级地面调查评定指标6附录C（资料性附录）基于GF-1/WFV卫星数据的大蒜长势评估示例7参考文献8前言本标准按照GB/T 1.12009给出的规则起草。本标准由山东省气象局提出并组织实施。本标准由山东省气象标准化技术委员会（鲁TC 16）归口。 本标准起草单位：山东省气候中心。本标准主要起草人：李峰、胡先锋、薛晓萍、张承明、王晓默。8大蒜长势卫星遥感评估技术规范1 范围本标准规定了大蒜长势卫星遥感评估的数据要求、评估时间、评估方法和评估流程。本标准适用于大蒜长势卫星遥感评估。2 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。2.1红光波段red band星载仪器涵盖的0.605 m0.700 m的波长范围。QX/T 4742019,定义2.42.2近红外波段near infrared band星载仪器涵盖的0.76 m1.25 m的波长范围。注： 传感器在近红外波段所接收到的辐射主要是太阳辐射的反射。QX/T 4742019,定义2.52.3归一化差值植被指数normalized difference vegetation index；NDVI用于植被指数计算的近红外波段和可见光波段反射率之差与这两个波段反射率之和的比值。QX/T 2842015,定义2.32.4幼苗期seedling stage从大蒜初生叶展开到鳞芽及花芽开始分化的时期。2.5花芽和鳞芽分化期 flower bud and squamous bud differentiation stage从大蒜花芽、鳞芽开始分化到分化结束的时期。2.6花茎伸长期flower stem elongation stage从大蒜花芽分化至花茎形成和采收的时期。3 数据要求3.1 数据源卫星数据应源自携载红光波段和近红外波段传感器的中高空间分辨率（小于或等于30 m）卫星，常用的中高空间分辨率星载传感器及其红光和近红外波段参数见附录A。3.2 数据预处理在NDVI计算前，应对卫星数据做辐射定标、大气校正、几何精校正、投影转换及云检测处理。4 评估时间幼苗期长势评估时间在12月中旬，花芽和鳞芽分化期长势评估时间在3月下旬，花茎伸长期长势评估时间在4月中旬。5 评估方法 5.1 单时次归一化差值植被指数（NDVI）计算单时次卫星数据的NDVI，见公式（1）：(1)式中：INDVI 某个大蒜像元单时次的NDVI； RNIR 近红外波段的反射率；RRED 红光波段的反射率。5.2 NDVI最大值合成计算某个大蒜像元各时次的NDVI，按第4章规定的评估时间，选取长势评估日前20天中的观测最大值作为该像元多时次合成后的值，见公式（2）：(2)式中：INDVI(i) 第i个大蒜像元合成后的NDVI；i 评估区域内大蒜像元序号；INDVI(i,t) 第i个大蒜像元第t时次的NDVI；t 观测总时次，t2。5.3 NDVI均值计算评估区域内所有大蒜像元NDVI最大值合成后的算术平均值，见公式（3）：(3)式中： 评估区域NDVI均值；m 评估区域内大蒜像元总数；i 评估区域内大蒜像元序号；Ii 评估区域内第i个大蒜像元合成后的NDVI；r 评估区域代码。5.4 NDVI多年平均值计算评估区域大蒜某生育期最近5年以上所有年份的NDVI平均值，见公式（4）：(4)式中： 评估区域r在生育期s的NDVI多年平均值；r 评估区域代码；s 大蒜生育期代码；N 统计总年份；n 年份序号；评估区域r在第n年生育期s的NDVI。5.5 NDVI距平值计算评估区域当年大蒜某生育期NDVI与该生育期NDVI多年平均值的差值，见公式（5）：(5)式中： 评估区域r在第n年生育期s的NDVI距平值；r 评估区域代码；s 大蒜生育期代码；n 年份序号； 评估区域r在第n年生育期s的NDVI； 评估区域r在生育期s的NDVI多年平均值。5.6 NDVI标准差计算评估区域大蒜某生育期NDVI多年平均值的标准差，见公式（6）：(6)式中： NDVI标准差；N 统计总年份；n 年份序号； 评估区域r在第n年生育期s的NDVI距平值。5.7 长势判定条件5.7.1 利用大蒜幼苗期、花芽和鳞芽分化期和花茎伸长期的NDVI距平值与标准差综合判定大蒜长势，将其划分为好、中、差3个等级，判定条件如下：a) 若，则判定为长势好；b) 若-，则判定为长势中；c) 若-，则判定为长势差。5.7.2 大蒜长势可分为好、中、差，大蒜长势等级地面调查评定指标见附录B。6 评估流程大蒜长势卫星遥感评估应按下列流程操作：a) 读取预处理后的卫星数据；b) 计算单时次NDVI和最大值合成值；c) 生成区域NDVI均值数据集；d) 计算幼苗期、花芽和鳞芽分化期和花茎伸长期的NDVI多年平均值、NDVI距平值及标准差；e) 按大蒜长势判定条件，评估幼苗期、花芽和鳞芽分化期和花茎伸长期大蒜长势，基于GF-1/WFV卫星数据的大蒜长势评估示例参见附录C；f) 在研究区大蒜种植分布图基础上，按第4章规定的评估时间，分别制作幼苗期、花芽和鳞芽分化期和花茎伸长期大蒜长势专题图。AA附录A （规范性附录）常用的中高空间分辨率星载传感器及其红光和近红外波段参数表A.1列出了常用的中高空间分辨率星载传感器及其红光和近红外波段参数。表A.1 常用的中高空间分辨率星载仪器的红光和近红外波段参数星载传感器波段波段范围m波段描述星下点分辨率mGF-1/WFV30.6300.690红光（Red）16.040.7700.890近红外（Near infrared）16.0GF-1/PMS40.6300.690红光（Red）8.050.7700.890近红外（Near infrared）8.0GF-6/WFV30.6300.690红光（Red）16.040.7700.890近红外（Near infrared）16.0GF-6/PMS40.6300.690红光（Red）8.050.7700.890近红外（Near infrared）8.0HJ-1/CCD30.6300.690红光（Red）30.040.7600.900近红外（Near infrared）30.0Landsat/TM30.6300.690红光（Red）30.040.7600.900近红外（Near infrared）30.0Landsat/ETM+30.6300.690红光（Red）30.040.7750.900近红外（Near infrared）30.0Landsat/OLI40.6300.680红光（Red）30.050.8540.885近红外（Near infrared）30.0CBERS/CCD30.6300.690红光（Red）19.540.7700.890近红外（Near infrared）19.5BB附录B （规范性附录）大蒜长势等级地面调查评定指标表B.1给出了大蒜长势等级地面调查评定指标。表B.1 大蒜长势等级地面调查评定指标大蒜长势地面调查评定指标好大蒜密度均匀，高度整齐，无缺苗断垄现象，无杂草，蒜薹发育良好，蒜头大，蒜瓣饱满，没有或仅有轻微的病虫害和气象灾害，对生长影响极小，预计可达到丰产年景。中大蒜密度不太均匀，有少量缺苗断垄现象，高度欠整齐，有少量杂草，蒜薹发育一般，蒜头稍小，蒜瓣欠饱满，遭受病虫害或气象灾害较轻，预计可达到平均产量年景。差大蒜密度不均匀，缺苗断垄严重，植株矮小，高度不整齐，杂草较多，蒜薹发育不好，蒜头小，蒜瓣不饱满，病虫害或气象灾害对大蒜有明显的抑制或产生严重危害，预计产量很低、是减产年份。CC附录C （资料性附录）基于GF-1/WFV卫星数据的大蒜长势评估示例表C.1给出了基于GF-1/WFV卫星数据的大蒜长势评估示例。表C.1 幼苗期、花芽和鳞芽分化期和花茎伸长期大蒜长势遥感等级划分大蒜生育期长势判定条件长势等级NDVI多年平均值NDVI距平值NDVI标准差幼苗期好0.36-0.360.02-中-差花芽和鳞芽分化期好0.56-0.560.04-中-差花茎伸长期好0.65-0.650.04-中-差参考文献1 QX/T 1882013卫星遥感植被监测技术导则2 QX/T 2842015甘蔗长势卫星遥感评估技术规范3 QX/T 4742019水稻长势遥感监测技术导则4 DB51/T 17072013大蒜农业气象观测规范_