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[期刊] 农业现代化研究
[作者]
王旭 刘波 陈正超 鞠婷
及时准确地估计区域冬小麦产量对维护国家粮食安全和农业可持续发展具有重要意义。本研究利用中国冬小麦主产区2001—2018年的遥感数据、气象数据和县域产量，构建基于长短期记忆（Long Short-term memory, LSTM）估产模型，并与传统随机森林（Random Forest, RF）、支持向量机（Support Vector Machine,SVM）和决策树（Decision Tree, DT）模型对比，研究不同模型的估产性能，分析不同特征对模型精度的影响，评估模型的提前预测能力。研究结果表明：1）基于全部数据的LSTM模型精度最高，平均R2为0.853，平均NRMSE为7.22%。与DT、RF和SVR模型相比，LSTM模型将R~2提高了0.324、0.088和0.028;2）光合作用相关的地面下行长波辐射（R~2 0.737)、近地面气温（R~2 0.747）、地面下行短波辐射（R2 0.735）和降水率（R~2 0.681）超过了其他单一特征的估产能力，在单一特征的基础上增加特征的数量将进一步提高估产的准确性。气象数据、波段反射率和植被指数对估产的贡献依次降低，当同时使用这三种数据时估产准确性最高（R2 0.866、NRMSE7.00%）。3）小麦生长周期从10月8日至次年6月10日，8 d一个时相，合计32个时相数据，基于三种数据源的LSTM模型预测产量的能力在1～6时相增加，在7～19时相趋于平稳，在20～29时相再次上升，30～32时相基本保持稳定不再增加。当使用前29个时相的数据时，LSTM模型可以提前24 d获得最大的产量预测精度（R20.873、NRMSE 6.90%）。本研究提出的方法不仅估产精度较高，而且能够实现提前预测产量，可为农业管理和农业经济活动提供高效可靠的大面积冬小麦估产途径。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
刘扬 周清波 刘佳 邓辉
【目的】建立Web环境下冬小麦估产的业务化运行体系,解决冬小麦遥感估产业务化运行不足,运行效率低等问题。【方法】基于面向对象的编程技术,采用Java语言,结合ESRI的开发包MapObject for Java以及管理工具ArcSDE、ArcCatalog和ArcIMS,通过在Web上集成遥感估产和GIS,构建了Web环境下的冬小麦估产支持系统。【结果】客户端通过浏览器访问远程服务器,可以实时地获取远程服务器发布的冬小麦生长信息,并进行产量预测,从而解决了遥感估产网络环境下的运行问题。【结论】本文提出了Web环境下的冬小麦估产研究方法和框架体系,实现了冬小麦估产业务化运行系统,系统运行结果良好...
关键词：
遥感估产 WebGIS 业务化系统
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
王利军 郭燕 贺佳 刘婷 张红利 程永政 杨秀忠 秦奋 王来刚
[目的]以高分时序遥感影像为基础数据源,结合土地承包经营权地块数据,对冬小麦遥感估产方法及其精度进行研究和分析。[方法]文章以河南省兰考县为研究区,采用2019年4―5月份的GF-1C和GF-6 2 m PMS遥感影像提取了研究区冬小麦种植空间分布,并在地块单元控制下对冬小麦种植面积进行了修正和精度验证。其最优提取结果的修正阈值为0.93,地块单元内冬小麦总体分类精度为95.66%,Kappa系数为0.89。利用3月7日至5月20日6期GF-1 WFV遥感影像序列NDVI和RVI与冬小麦种植地块单元数据进行空间统计,得出各冬小麦种植地块单元内NDVI和RVI均值,通过分析冬小麦测产地块单元内均值植被指数与产量间的敏感性,提出一种组合均值植被指数的冬小麦遥感估产模型构建方法,通过交叉验证法对不同的估产线性回归模型进行精度评价。[结果]由4个均值植被指数组合变量的多元线性回归模型为最佳,决定系数为0.922 0,预测误差为40.96 g/m~2,预测精度为93.13%。通过该模型得出兰考县冬小麦平均产量为6 047.25 kg/hm~2,较2017年河南省统计年鉴研究区冬小麦平均单产6 001 kg/hm~2有所提高,土地承包经营权地块内和地块外冬小麦总产量分别为2.76亿kg和4 650万kg。[结论]该方法实现了冬小麦估产结果以像元为单位向以地块单元为单位的转变,解决了模型构建时光谱信息与实测产量间对应问题,为利用国产高分卫星进行县域地块尺度遥感单产精准化估算提供了方法支撑。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
钱凤魁 王化军 王祥国 于远俊 辛家佶 顾汉龙
区域尺度的作物生长动态监测和产量预测对于保障粮食安全和农业政策的制定具有重要参考依据。遥感数据同化应用极大提高了作物估产的时效性和精度。为及时、准确地实现县级尺度粮食产量的估测，以及提升产量估测的精度，以辽宁省铁岭县为研究区，采用WOFOST(world food studies)模型与遥感同化相结合的方法对铁岭县玉米进行估产研究。通过采用扩展傅里叶幅度敏感性检验算法（extened Fourier amplitude sensitivity test,EFAST）敏感性分析方法实现玉米估产敏感性参数的分析，以及本地化；通过采用参数自动率定程序PEST(parameter estimation)实现参数的优化，验证结果为采样点产量的平均误差为852.39 kg·hm~(-2)，模型模拟的精度达到92.82%。为进一步提高和优化模型估产精度，将遥感反演得到的叶面积指数采用集合卡尔曼滤波算法与模型模拟的叶面积指数进行数据同化，平均误差从同化前的852.39 kg·hm~(-2)降低为435.01 kg·hm~(-2)，估产精度从92.82%提高到96.33%，有效提高了WOFOST模型估产的精度。结果表明：水分对玉米的生长发育限制并不大，其产量形成主要受光温影响，对温度、光能利用效率和最大同化速率有关的参数具有较高的敏感性；优化后的模型能够较好模拟铁岭县玉米生长发育情况，产量验证表明优化后的模型模拟的效果较好，但仍存在一定的误差；比值植被指数与叶面积指数的相关性最高，反演模型精度较好，反演结果表明叶面积指数在抽雄吐丝期差距较大，而在成熟期的差距不大；经过作物模型与遥感数据同化之后，估产的精度得到明显提高，说明遥感与作物模型同化是一种有效地提高作物估产和产量预测精度的方法。
[期刊] 统计研究
[作者]
施开分 崔益康 宋勇军
本文以光学成像原理为基础,通过实测、三维模拟测量的方式取得成像参数,证明了成像照片中地物的固定比例特性,以此构建坐标矩阵模型实现标准化测量;通过对照片测量点建立1000m缓冲区与冬小麦遥感测量结果进行回归分析,1000m格网的遥感测量结果为当年统计调查结果的99.5%。本文构建的模型,解决了手机拍摄取得照片的标准化测量问题,拓宽了农作物面积测量野外数据获取方式,提升了农作物遥感应用能力。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
谭昌伟 杜颖 童璐 周健 罗明 颜伟伟 陈菲
【目的】卫星遥感具有覆盖范围广、获取速度快、信息量大、动态性强等优势,能够及时准确地获取作物产量信息,反映作物产量空间变化趋势。遥感技术作物估产已成为现代农业生产中研究热点。通过改善遥感估产建模方法,以实现进一步提高大田作物遥感估产精度,为宏观了解不同区域作物产量形成情况及变化趋势提供直观、可靠的参考。【方法】论文结合2011—2012年江苏省大丰、兴化、姜堰、泰兴、仪征5个县区的定点观测试验,以国产卫星产品HJ-1A/1B影像为遥感数据,于小麦开花期开展大田定位观测区卫星遥感植被指数、关键生长指标与收获
[期刊] 中国农业科学
[作者]
陈思宁 赵艳霞 申双和 黎贞发
【目的】构建合理的作物估产方案,提高作物估产精度。【方法】本文以基于集合卡尔曼滤波(EnsembleKalman Filter,EnKF)构建的遥感信息-作物模型结合模型(PyWOFOST)为基础,建立了以LAI为结合点,适用于中国东北地区玉米的同化模拟模型,并使用MODIS LAI数据作为外部同化数据进行同化模拟,重点分析了遥感观测(MODIS LAI)和模型参数(出苗-开花期所需积温,TSUM1)的不确定性(即随机误差)对同化模拟结果的影响。最后,利用PyWOFOST模型实现了区域尺度上的玉米估产。【结果】同化外部观测数据后的玉米模拟产量较未同化外部数据的模拟产量有明显改善,20个未受灾害...
[期刊] 中国农业科学
[作者]
陈昌为 朱秀芳 蔡毅 郭航
【目的】在分析国内外农作物估产方法的相关研究进展基础上,将传统统计估产方法和遥感估产方法相结合,提出一种新的混合估产模型。【方法】该模型由趋势单产、遥感修正单产和随机误差项三部分组成,其中趋势单产利用历史长时间序列的单产统计数据,通过多项式回归的方法结合ARIMA模型修正得到,遥感修正单产利用3个作物关键生育期NDVI和实测单产多元回归得到。为验证所提出估产方法的可行性和精度,利用2015年冬小麦关键生育期的三景环境卫星遥感影像和冬小麦实测地块单产数据以及近30年(1985—2014年)北京市各区县的冬小
[期刊] 西南农业学报
[作者]
齐邦宇 方成刚 王群 魏子淋 王鹏 杨木军
连续四年干旱给云南的经济生产和社会可持续发展造成巨大影响,农业损失尤其严重。本文以经济学中柯布-道格拉斯生产函数为基础,引入通过拓展经验正交函数方法(EEOF)构建的综合气象因子,对1990-2012年昆明冬小麦总产进行拟合分析,建立了昆明小麦总产预测的经济-气候耦合模型,其拟合精度达96.7%;用该模型模拟1990-2012年昆明冬小麦单产,与实际单产的拟合度达到82.0%,比仅用柯布-道格拉斯生产函数模拟的单产提高了11%。因此该模型在昆明冬小麦产量预测中具有较好的实用价值。
关键词：
经济-气候耦合模型 产量评估 冬小麦
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
贺鹏 王婧姝 曹晨斌 徐立帅 刘正春 毕如田
[目的]准确估算区域尺度作物产量是确保粮食安全，发展生态、安全农业的关键。[方法]文章以山西省重要的粮食产区——运城盆地为例，利用2020年空间分辨率为10m的Sentinel-2A数据和时间分辨率为1天的MODIS数据，采用STNLFFM（Spatial and Temporal Nonlocal Filter based Fusion Model）算法并结合光能利用率模型进行夏玉米NPP（Net Primary Production）模拟和产量估测。[结果]融合后的NDVI数据能较好地继承Sentinel-2A NDVI数据的空间细节，同时能够较好地表达较小地物之间空间差异；STNLFFM NDVI时序曲线能准确地反映夏玉米种植时期的NDVI变化趋势和局部突变信息，比MODIS NDVI时序曲线更符合夏玉米实际生长状况。运城盆地夏玉米种植区累积NPP均值为667.42 gC·m~(-2)，其中西北部的涑水河冲湖积平原，受人类活动影响显著，灌溉条件较好，NPP累积量较高，为700～900 gC·m~(-2)。东北部山区和北部台塬区受地形破碎程度较高影响，NPP累积量小于500 gC·m~(-2)。基于STNLFFM NDVI构建的估产模型精度（R~(2)=0.849，MAPE=5.47%）显著高于基于MODIS NDVI数据的估产模型精度（R~(2)=0.113，MAPE=15.65%），说明利用时空融合技术能够有效提高夏玉米单产估测精度。[结论]该文可以为多源遥感数据融合与光能利用率模型协同估产提供了新的思路。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
李海亮 罗微 李世池 戴声佩 刘海清
建立基于MODIS数据的天然橡胶净初级生产力遥感估算模型,利用2009年生长季(4—12月)250 m分辨率的MODIS数据和气象数据估算海南阳江农场天然橡胶的生长季净初级生产力,通过天然橡胶的干物质分配率估算阳江农场天然橡胶的产胶潜力。用以树位为单元的地面实际干胶产量与已得到的天然橡胶林产胶潜力进行回归分析,建立天然橡胶干胶产量的估测模型。利用估产模型对阳江农场2010年7月的干胶产量进行模拟,用同期实际干胶产量对估产模型进行精度验证与实用性评价,结果显示7月估产模型均方根误差RMSE为1.78 g.m-2,相对均方根误差RMSEr为18.25%。研究表明,基于遥感信息和净初级生产力的天然橡...
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
李宗南 陈仲新 王利民 姜志伟
通过冬小麦4个生育期不同长势冠层光谱观测数据,模拟HJ小卫星多光谱等效反射率;然后使用双层冠层反射率模型(ACRM)反演各生育期冬小麦LAI和叶绿素含量,分析HJ小卫星多光谱数据定量反演LAI和叶绿素含量的应用潜力以及ACRM模型在不同冬小麦生育期的LAI和叶绿素含量反演误差。将模型反演值与实测值对比分析发现:(1)LAI和叶绿素含量反演值与地面实测值有很高的相关性,应用HJ小卫星多光谱数据定量反演LAI和叶绿素有很大的应用潜力;(2)ACRM模型在不同生育期的冬小麦LAI和叶绿素含量反演误差存在差异。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
岳海旺 卜俊周 魏建伟 刘朋程 王延兵 李媛
为有效鉴定和评价河北省冬小麦品种的丰产性、稳定性和适应性，筛选出适宜河北省推广种植的优良小麦品种，采用稳定性指数（WAASB）和同时选择指数（WAASBY）对2018—2019年河北省冬小麦节水组14个参试品种在10个试点产量数据信息进行综合分析。结果表明，环境效应是引起产量变异的主要来源，其次是基因型与环境互作效应，基因型效应所占比例最小。通过卡方检验发现，AMMI 2和GGE 2分别为AMMI家族和GGE模型的适宜模型，基因型与环境互作信号和GGE信号比例分别占84.06%和85.25%。各种稳定性因子主成分分析表明，前2个主成分轴共计解释了方差变量的72.3%。产量与基于混合效应模型稳定因子以及几何适应性指数均呈现出高度正相关。‘衡H1704’‘中农202’‘众信8482’‘MG729’‘金禾16415’和‘石Ta14’等品种被籽粒产量×稳定性指数双标图选为丰产性突出、稳定性好的品种。其中，‘众信8482’的WAASBY同时选择指数得分最高，是参试品种中表现最好的。而‘邯科4242’的WAASBY得分最低，是表现最差的品种。大曹庄、深州、永年等试点适宜种植的冬小麦品种为‘衡H1704’和‘中农202’，藁城、武邑、南皮和邢台等试点适宜种植的冬小麦品种为‘博麦11号’‘邯生414’和‘科茂60’，邯郸和鹿泉等试点适宜种植的品种是‘邯科4242’和‘MG729’，‘众信8482’适宜在深州、辛集、邢台和永年等试点种植。综上，采用混合线性模型稳定性指数（WAASB）和同时选择指数（WAASBY）可为河北省冬小麦品种示范和推广提供依据。
[期刊] 农业技术经济
[作者]
冯林 罗怀敬 李文正 亓瑞
本文选取山东省９０个县２００４—２０１２年的县域数据，利用空间计量模型对县域金融集聚影响因素进行实证分析发现：县域金融集聚水平存在显著的空间关联效应。经济基础、政府干预、投资水平以及人力资本等因素均能够提高本县域金融集聚水平；政府干预在提高本县域金融集聚水平的同时降低了周边县域金融集聚水平，投资水平促进了县域总体金融集聚水平的提高，而经济基础和人力资本没有在县域间对金融集聚形成显著的空间溢出效应。为此，应该加强县域之间的经济合作和政策协调，发挥经济基础和政府干预在县域间的正向溢出效应；提高基础设施建设水平，完善和落实金融人才发展政策，发挥并放大投资水平和人力资本在区域间的溢出作用。
关键词：
县域金融 金融集聚 空间杜宾模型
[期刊] 中国农业科学
[作者]
姬兴杰 于永强 张稳 余卫东
【目的】建立基于气象资料的中国冬小麦收获指数统计模型,为构建作物产量模型提供支持。【方法】获取河南、河北、山东合计30个农业气象观测站近20年冬小麦农业气象观测数据,利用时间序列分析方法提取趋势收获指数,收获指数观测值与趋势收获指数差值即为由气象要素决定的气象收获指数。采用逐步回归分析方法建立基于气象要素的冬小麦收获指数统计模型,模型模拟并反映气象要素变化对冬小麦气象收获指数的影响。【结果】冬小麦关键生育期气象要素与气象收获指数相关关系显著,但单站尺度和区域尺度的显著性水平存在差异。利用209组独立数据,分别在单站和区域尺度对建立的冬小麦收获指数模型进行了验证,单站尺度上模型模拟值与实测值的线...
关键词：
气象 冬小麦 收获指数 模型
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