DB23T 3664-2023遙感預(yù)測(cè)玉米產(chǎn)量技術(shù)規(guī)范

ICS65.020.01CCSB0723IDB23/T3664—2023前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 4應(yīng)用環(huán)境條件 5數(shù)據(jù)采集 5.1產(chǎn)量數(shù)據(jù) 5.2遙感數(shù)據(jù) 5.3玉米種植數(shù)據(jù)采集 5.4數(shù)據(jù)格式 6產(chǎn)量預(yù)測(cè) 6.1玉米產(chǎn)量預(yù)測(cè)流程 6.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 6.3關(guān)聯(lián)分析 6.4篩選敏感遙感指數(shù) 6.5構(gòu)建遙感預(yù)測(cè)模型 6.6生成產(chǎn)量空間分布圖 7數(shù)據(jù)安全 參考文獻(xiàn) DB23/T3664—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中共黑龍江省委網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會(huì)辦公室提出并歸口。本文件起草單位：黑龍江省網(wǎng)絡(luò)空間研究中心、東北林業(yè)大學(xué)、大慶市邁亞微云科技有限公司、陽(yáng)光農(nóng)業(yè)相互保險(xiǎn)公司、聯(lián)通（黑龍江）產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有限公司。本文件主要起草人：谷俊濤、李超、肖鴻江、崔文星、于洋、孟奇、景維鵬、周瑩、孫恕、吳瓊、陳峰、李銳、杜宇芳、劉明鴿、孟鴿。1DB23/T3664—2023遙感預(yù)測(cè)玉米產(chǎn)量技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了遙感預(yù)測(cè)玉米產(chǎn)量的應(yīng)用環(huán)境條件、數(shù)據(jù)采集和預(yù)測(cè)過程。適用于黑龍江省玉米種植區(qū)產(chǎn)量評(píng)估。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB17859計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)安全保護(hù)等級(jí)劃分準(zhǔn)則GB/T25058信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)實(shí)施指南GB/T37973信息安全技術(shù)大數(shù)據(jù)安全管理指南3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1遙感remotesensing廣義是指用間接的手段來獲取目標(biāo)狀態(tài)信息的方法。但一般多指從人造衛(wèi)星或飛機(jī)對(duì)地面觀測(cè)，通過電磁波（包括光波）的傳播與接收，感知目標(biāo)的某些特性并加以進(jìn)行分析的技術(shù)。3.2遙感指數(shù)remotesensingindex由遙感光譜不同波段反射率組合變換后形成的一種參數(shù)。4應(yīng)用環(huán)境條件4.1玉米產(chǎn)量遙感預(yù)測(cè)應(yīng)在晴朗、少云、風(fēng)小的天氣進(jìn)行。4.2監(jiān)測(cè)時(shí)間以北京時(shí)間9:00至16:00為宜。5數(shù)據(jù)采集5.1產(chǎn)量數(shù)據(jù)5.1.1數(shù)據(jù)取樣5.1.1.1取樣田塊（地段）的確定根據(jù)測(cè)產(chǎn)方規(guī)模，將測(cè)產(chǎn)方分為若干個(gè)單元，每個(gè)單元選代表性田塊（地段）對(duì)角線取樣，選3個(gè)~5個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)面積不少于2畝。其中：a)測(cè)產(chǎn)方規(guī)模在100畝以內(nèi)的，將測(cè)產(chǎn)方分成5個(gè)單元；2DB23/T3664—2023b)測(cè)產(chǎn)規(guī)模在100-1000畝的，將測(cè)產(chǎn)方分成10個(gè)單元；c)測(cè)產(chǎn)方規(guī)模在1000畝以上的，將測(cè)產(chǎn)方分成20個(gè)單元。5.1.1.2取樣點(diǎn)離地塊邊界至少60m，能代表該地塊的平均水平。5.1.1.3取樣時(shí)期分別在玉米拔節(jié)期、抽雄期及成熟期進(jìn)行取樣。5.1.2測(cè)定方法5.1.2.1生育期判別玉米生育期判別標(biāo)準(zhǔn)見表1。表1玉米生育期判別標(biāo)準(zhǔn)玉米基部節(jié)間由扁平變圓，近地面用手可摸到圓雌穗的花絲變成暗棕色或褐色，外層苞葉顏色變淺仍呈綠色，子粒形狀表示80%以上植株外層苞葉變黃，花絲干枯，子5.1.2.2測(cè)定產(chǎn)量構(gòu)成因素玉米產(chǎn)量測(cè)定的主要因素是單株結(jié)棒率、每棒平均粒數(shù)、百粒重、畝播種量、畝保苗數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)水分。5.1.2.3取樣方法統(tǒng)一使用邊長(zhǎng)為5m～10m方形取樣框，采用三點(diǎn)取樣法，取框內(nèi)玉米樣后，標(biāo)記編號(hào)，并裝入網(wǎng)袋帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)產(chǎn)。5.1.2.4調(diào)查畝株數(shù)選定的取樣點(diǎn)測(cè)量行、株距。其中：a)行距：每地塊量連續(xù)2l行寬度，求平均行距；b)株距：每點(diǎn)選一行測(cè)連續(xù)5l株長(zhǎng)度，求平均株距。c)每畝株數(shù)計(jì)算公式為：每畝株數(shù)＝666.7m2÷平均行距(m)÷平均株距(m)3DB23/T3664—20235.1.2.5調(diào)查單株結(jié)穗數(shù)在調(diào)查株距的樣點(diǎn)調(diào)查果穗數(shù)，空稈數(shù)、求出單株平均結(jié)穗數(shù)。單株平均結(jié)穗數(shù)計(jì)算公式為：?jiǎn)沃昶骄Y(jié)穗數(shù)=樣點(diǎn)果穗數(shù)／樣點(diǎn)總株數(shù)畝穗數(shù)=畝株數(shù)×單株平均結(jié)穗數(shù)。5.1.2.6測(cè)定產(chǎn)量在選定樣點(diǎn)的植株上，剝開苞葉計(jì)算每穗粒數(shù)，然后根據(jù)該品種常年百粒重計(jì)算產(chǎn)量。測(cè)定產(chǎn)量的計(jì)算公式為：理論產(chǎn)量(每畝/kg)=每畝穗數(shù)×每穗粒數(shù)×百粒重(g)/1000005.2遙感數(shù)據(jù)5.2.1影像數(shù)據(jù)獲取綜合考慮衛(wèi)星的觀測(cè)時(shí)間和天氣、光照等條件，選取7月中旬——8月下旬遙感影像，拍攝時(shí)間為北京時(shí)間9:00至16:00，要求云量低于5%，空間分辨率不低于10m，光譜波段推薦包括紅、綠、藍(lán)、近紅外、短波紅外以及紅邊波段，推薦數(shù)據(jù)源如下：a)高分一號(hào)衛(wèi)星，高分辨率相機(jī)全色分辨率2米、多光譜分辨率8米，重訪周期為4天；b)高分二號(hào)衛(wèi)星，高分辨率相機(jī)全色分辨率0.8米，多光譜相機(jī)可以獲取包括紅、綠、藍(lán)、近紅外等波段的數(shù)據(jù)，分辨率率3.2米，重訪周期為5天；c)高分六號(hào)衛(wèi)星，全色2米分辨率、多光譜分辨率8米，重訪周期為5天；d)Landsat-8衛(wèi)星，提供短波紅外（SWIR）波段、近紅外波段等9個(gè)波段，空間分辨率為30米，其中包括一個(gè)15米的全色波段，成像寬幅為185x185km。雖然分辨率略低于10m的要求，但Landsat-8數(shù)據(jù)光譜覆蓋范圍較廣，重訪周期為16天；重訪周期為10天，重訪周期為5天。具有可見光和近紅外到短波紅外波段，紅邊范圍含有三個(gè)波段；f)無人機(jī)遙感，具備航點(diǎn)導(dǎo)航、定點(diǎn)、懸停、定高、航線、區(qū)域覆蓋、環(huán)繞等模式，搭載可見光、多光譜、高光譜或者激光雷達(dá)傳感器。5.2.2遙感指數(shù)用于玉米產(chǎn)量預(yù)測(cè)的遙感指數(shù)如表2所示。NDVI2×NormalizedDifferenceTillag1+24DB23/T3664—2023表2遙感指數(shù)（續(xù)）NormalizedDifferenceGreennessIndex,Mid-IRBispectralIndex5.3玉米種植數(shù)據(jù)采集5.3.1玉米種植分類數(shù)據(jù)通過掩膜，去除非玉米種植信息，形成玉米種植分類圖。數(shù)據(jù)獲取方法為：a)田間調(diào)查。通過直接訪問種植區(qū)域，收集關(guān)于玉米種植的詳細(xì)信息。包括土壤類型、種植模式（如間作或單作）、種植密度、灌溉方式等。b)問卷調(diào)查和訪談。與農(nóng)民、農(nóng)業(yè)技術(shù)員和其他相關(guān)人員進(jìn)行問卷調(diào)查或訪談，獲取有關(guān)玉米種植分類的數(shù)據(jù)。c)歷史數(shù)據(jù)分析。研究歷史記錄和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，了解不同地區(qū)和時(shí)間段的玉米種植情況。5.3.2黑龍江行政邊界矢量數(shù)據(jù)要求與衛(wèi)星影像圖投影一致。5.3.3土壤數(shù)據(jù)5.3.3.1數(shù)據(jù)采集類別土壤數(shù)據(jù)主要采集有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀、土壤濕度、土壤容重、田間持水量、凋萎濕度、土壤質(zhì)地和酸堿度等。5.3.3.2土壤屬性測(cè)定5.3.3.2.1土壤含水量5DB23/T3664—2023采用烘干稱重法測(cè)定。土壤取樣深度為0～90cm，每10cm鉆取一次土樣。每次觀測(cè)時(shí)，在小區(qū)內(nèi)兩行玉米中間隨機(jī)選取1個(gè)取樣點(diǎn)，每個(gè)小區(qū)取樣1次且取樣位置盡量保持一致，每個(gè)處理各3個(gè)取樣點(diǎn)。5.3.3.2.2土壤相對(duì)濕度測(cè)定10cm、20cm、30cm、40cm等深度的土壤相對(duì)濕度。5.3.4氣象數(shù)據(jù)采用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集氣象信息數(shù)據(jù)。采集項(xiàng)目為影響農(nóng)業(yè)作物生長(zhǎng)過程的氣象因子，包括：太陽(yáng)輻射、光合有效輻射、降水量、空氣溫度、空氣濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、光照強(qiáng)度、光照時(shí)長(zhǎng)、氣壓、蒸發(fā)量等。5.3.5采集參數(shù)及頻次±5%±5% ±1%±3%RH-——±1%±0.02pH5.4數(shù)據(jù)格式5.4.1數(shù)據(jù)文件格式在進(jìn)行玉米產(chǎn)量過程中用于計(jì)算的輸入數(shù)據(jù)文件的格式分類見表4。6DB23/T3664—2023*.tif*.tif*.tif5.4.2數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)格式玉米生長(zhǎng)環(huán)境信息的數(shù)據(jù)格式應(yīng)符合表5要求，其中數(shù)據(jù)單位應(yīng)符合GB3100的規(guī)定。------------℃%fAWD°℃℃℃℃%%%%fpH土壤pH值 °flat°m7樣點(diǎn)實(shí)測(cè)單產(chǎn)樣點(diǎn)實(shí)測(cè)單產(chǎn)樣點(diǎn)遙感指數(shù)樣點(diǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)是產(chǎn)量模型驗(yàn)證8DB23/T3664—20237數(shù)據(jù)安全在數(shù)據(jù)交換過程中要保證數(shù)據(jù)安全。數(shù)據(jù)安全應(yīng)符合GB/T17859、GB/T25058和GB/T37973的規(guī)定，同時(shí)滿足以下要求：a)數(shù)據(jù)交換過程中宜采用數(shù)據(jù)加密技術(shù)、數(shù)據(jù)校驗(yàn)技術(shù)、數(shù)據(jù)鑒別技術(shù)、數(shù)字簽名技術(shù)、數(shù)字信封技術(shù)、數(shù)字證書技術(shù)等保證數(shù)據(jù)安全；并對(duì)發(fā)現(xiàn)的安全漏洞進(jìn)行防護(hù)和修復(fù)；b)數(shù)據(jù)交換過程中，應(yīng)保證