一種基于遙感的玉米蹲苗識別方法技術

本發明專利技術實施例公開了一種基于遙感的玉米蹲苗識別方法，在傳統判別基礎上，從植物生理監測和模擬作物營養，生殖生長的維度進行后續雙向優化

【技術實現步驟摘要】
一種基于遙感的玉米蹲苗識別方法


[0001]本專利技術實施例涉及農業
，具體涉及一種基于遙感的玉米蹲苗識別方法
。

技術介紹

[0002]公開該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術
。
[0003]玉米從出苗到拔節這一階段生長時期為苗期，該時期主要生長特點是地上部生長緩慢，根系生長迅速
。
此階段田間管理的中心任務是控上促下，即控制玉米地上部分的植株生長，使其生長健壯，節間縮短，以增強玉米植株的抗倒伏能力；促進地下部分根系的生長發育，使之根系發達，向地下深扎，增強植株的抗倒伏能力，以期達到控制營養生長，促進生殖生長的目的為后期高產打下基礎
。
合理的進行玉米蹲苗管理，一般可使玉米增產7?
10
％；反之，不合理的蹲苗管理，會造成前期徒長，后期增加倒伏的風險，降低產量
。
因此，如何精準的確定合理蹲苗，是現代農業管理中亟待解決的問題
。
[0004]目前，現有的蹲苗判斷主要依據傳統人工經驗，遵循“蹲濕不蹲干，蹲肥不蹲瘦；蹲強不蹲弱，蹲黑不蹲黃”的原則
。
即土壤墑情好，肥水充足，苗生長勢強，苗色黑綠的地塊宜進行蹲苗
。
反之，土壤墑情不好，苗生長勢弱，苗色枯黃的地塊，則不宜進行蹲苗
。
但現階段蹲苗識別主要停留在定性判斷，無明確量化指標
。
>且作物生長具有時間維度的持續性，基于當前的長勢分析并沒有有效解決玉米前期徒長和后期倒伏的關聯問題
。
而準確的
、
量化的生長判斷指標，進行合理的苗期管理，對實現玉米高產至關重要
。

技術實現思路

[0005]為此，本專利技術實施例提供一種基于遙感的玉米蹲苗識別方法，以解決現有技術中由于而導致的的問題
。
[0006]為了實現上述目的，本專利技術的實施方式提供如下技術方案：
[0007]在本專利技術的實施方式的第一方面中，提供了一種基于遙感的玉米蹲苗識別方法，包括
[0008]S1、
數據獲取，根據玉米水分供需平衡，建立基于遙感的玉米水分盈虧評價體系，進行生境識別；
[0009]S2、
根據玉米水分盈虧評價體系，計算盈虧量，對種植區玉米進行生境篩選；
[0010]S3、
根據玉米農學生理參數，建立基于遙感的玉米地面長勢評價體系；
[0011]S4、
根據玉米倒伏生理參數，建立基于遙感的玉米倒伏評價體系，確定遙感倒伏指數閾值；
[0012]S5、
根據同株玉米不同時段生理指標相互關聯，建立玉米倒伏預判體系，計算倒伏臨界條件下玉米地面長勢閾值；
[0013]S6、
結合玉米地面長勢評價體系及玉米地面長勢閾值，對種植區玉米進行倒伏預
測篩選；
[0014]S7、
對玉米生境篩選區域及倒伏預測篩選區域進行疊加，二者像元重疊區域為玉米蹲苗區，從而完成玉米蹲苗識別
。
[0015]進一步地，所述的給予玉米水分供需平衡，建立基于遙感的玉米水分盈虧評價體系的步驟包括：
[0016]S11、
基于氣象站點監測的降雨數據，計算玉米苗期至監測日有效降雨量
Pe
，單位為
mm
，計算公式如下：
[0017][0018]其中，
i
：玉米苗期生育階段的日序，
i
＝1，2，3…
n
；
[0019]n
：玉米苗期至監測時段的終日；
[0020]Pi
：玉米苗期第
i
日的日降水量，單位為
mm
，基于氣象站點獲??；
[0021]σ
i
：第
i
日的日降雨量的有效利用系數，無量綱，為農學常用數值，屬于相關技術人員掌握術范疇，以
GB/T 34810
?
2017
為標準，日降雨量
≤50mm
，
σ
取值為1；日降雨量＞
50mm
，
σ
取值為
0.7
；
[0022]S12、
以彭曼公式
penman
?
Monteith
為基礎，計算目標區域作物潛在日蒸散
ET0
，單位為
mm/d
；計算公式如下
[0023][0024]其中各分量參照氣象行業標準
QX/T 81
?
2007
附錄
A
獲取，
[0025]Δ
：飽和水汽壓斜率，單位為
kPa/℃
；
[0026]Rn
：地表凈輻射，單位為
MJ/(m2d)
；
[0027]G
：土壤熱通量，單位為
MJ/(m2d)
；
[0028]r
：干濕表常數，單位為
kPa/℃
；
[0029]Tmaen
：日平均氣溫，單位為
℃
；
[0030]μ2：2米高處風速，單位為
m/s
；
[0031]es
：飽和水汽壓，單位為
kPa
；
[0032]ea
：實地水汽壓，單位為千帕
kPa
；
[0033]S13、
根據潛在日蒸散量計算玉米苗期實際需水量，計算公式如下：
[0034][0035]Kc
：作物系數，為農學常用標準數值，采用聯合國糧農組織推薦的作物系數參考值
。
在玉米苗期，當風速小于等于
5m/s
時，取值為
0.7
；當風速大于
5m/s
時，取值為
0.85
；
[0036]i
：玉米苗期的日序，
i
＝1，2，3…
n
；
[0037]n
：為苗期至監測時段的終日；
[0038]S14、
基于實測玉米種植壟間區域，土壤重力含水量數據，下載同時段
Sentinel
?2，
Sentinel
?1影像數據，通過
Oh
模型結合水云模型算法，剔除苗期玉米植被干擾因子，構建生育期內土壤墑情遙感反演模型，得到研究范圍面域的土壤墑情空間分布情況；
[0039]S15、
根據遙感反演獲取的土壤重力含水量及玉米調萎含水量，計算該時段指定土
層
(h)
深度下的土壤有效底墑
W
，單位為
mm
，計算公式：
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.
一種基于遙感的玉米蹲苗識別方法，其特征在于，包括
S1、
數據獲取，根據玉米水分供需平衡，建立基于遙感的玉米水分盈虧評價體系，進行生境識別；
S2、
根據玉米水分盈虧評價體系，計算盈虧量，對種植區玉米進行生境篩選；
S3、
根據玉米農學生理參數，建立基于遙感的玉米地面長勢評價體系；
S4、
根據玉米倒伏生理參數，建立基于遙感的玉米倒伏評價體系，確定遙感倒伏指數閾值；
S5、
根據同株玉米不同時段生理指標相互關聯，建立玉米倒伏預判體系，計算倒伏臨界條件下玉米地面長勢閾值；
S6、
結合玉米地面長勢評價體系及玉米地面長勢閾值，對種植區玉米進行倒伏預測篩選；
S7、
對玉米生境篩選區域及倒伏預測篩選區域進行疊加，二者像元重疊區域為玉米蹲苗區，從而完成玉米蹲苗識別
。2.
如權利要求1所述的基于遙感的玉米蹲苗識別方法，其特征在于，所述的給予玉米水分供需平衡，建立基于遙感的玉米水分盈虧評價體系的步驟包括：
S11、
基于氣象站點監測的降雨數據，計算玉米苗期至監測日有效降雨量
Pe
，單位為
mm
，計算公式如下：其中，
i
：玉米苗期生育階段的日序，
i
＝1，2，3…
n
；
n
：玉米苗期至監測時段的終日；
Pi
：玉米苗期第
i
日的日降水量，單位為
mm
，基于氣象站點獲??；
σ
i
：第
i
日的日降雨量的有效利用系數，無量綱，為農學常用數值；
S12、
以彭曼公式
penman
?
Monteith
為基礎，計算目標區域作物潛在日蒸散
ET0
，單位為
mm/d
；計算公式如下其中各分量參照氣象行業標準
QX/T 81
?
2007
附錄
A
獲取，
Δ
：飽和水汽壓斜率，單位為
kPa/℃
；
Rn
：地表凈輻射，單位為
MJ/(m2d)
；
G
：土壤熱通量，單位為
MJ/(m2d)
；
r
：干濕表常數，單位為
kPa/℃
；
Tmaen
：日平均氣溫，單位為
℃
；
μ2：2米高處風速，單位為
m/s
；
es
：飽和水汽壓，單位為
kPa
；
ea
：實地水汽壓，單位為千帕
kPa
；
S13、
根據潛在日蒸散量計算玉米苗期實際需水量，計算公式如下：
Kc
：作物系數；
i
：玉米苗期的日序，
i
＝1，2，3…
n
；
n
：為苗期至監測時段的終日；
S14、
基于實測玉米種植壟間區域，獲取土壤重力含水量數據，下載同時段
Sentinel
?2，
Sentinel
?1影像數據，通過
Oh
模型結合水云模型算法，剔除苗期玉米植被干擾因子，構建生育期內土壤墑情遙感反演模型，得到研究范圍面域的土壤墑情空間分布情況；
S15、
根據遙感反演獲取的土壤重力含水量及玉米調萎含水量，計算該時段指定土層深度下的土壤有效底墑，單位為
mm
，計算公式：
W
＝
(Wt
?
Wd)
×
p
×
h
×
0.1Wt
：該時段土壤重力含水量，單位為％，基于步驟
S14
獲??；
Wd
：土壤調萎含水量，單位為％，基于
NYT 2367
?
2013
生物法獲??；
ρ
：計算土層的土壤容重，單位為
g/cm3，基于
GEE
平臺
openlandmap
土壤數據集下載獲??；
H
：計算土層深度，單位為
cm
，
0.1
：單位換算系數
。3.
如權利要求1所述的基于遙感的玉米蹲苗識別方法，其特征在于，所述的對種植區玉米進行生境篩選，包括：
S21
：分析苗期起始日至監測日內玉米水分的盈虧量
Δ
B
，單位為
mm
，計算公式：
△
B
＝
W+Pe
?
EW
：玉米苗期土壤有效底墑，有效含水量狀態下土壤的深度，單位為
mm
，基于步驟
S15
獲取；
Pe
：有效降雨量，單位為
mm
，基于步驟
S11
獲??；
E
：玉米需水量，單位為
mm
，基于步驟
S13
獲取；
S22
：當
Δ
B
＜0時，表示水分虧缺，此部分區域土壤水分不能滿足苗期玉米生長，不適合控旺，因此，該區域為不蹲苗區；當
Δ
B≥0
時，表示水分盈余，此部分土壤水分滿足苗期玉米生長，有盈余，有可能對玉米后續生長產生倒伏風險，因此，該區域為擬蹲苗區
。4.
如權利要求3所述的基于遙感的玉米蹲苗識別方法，其特征在于，所述基于遙感的玉米地面長勢評價體系，包括根據植物生理學指標
,
建立玉米地面長勢評價指數
,
對其進行歸一化處理，獲得歸一化玉米地面長勢指數，客觀反應玉米當前地面真實生長狀況，包括
S31
：根據近地面調研玉米苗期植株生理參數，分別計算作物株高，綠度指數，計算公式為：為：
S32
：根據農學參數，綜合玉米株高指數
Ci
與綠度指數
Gi
，獲得玉米地面長勢指數

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳磊，孫世山，楊富春，
申請(專利權)人：蘇州深藍空間遙感技術有限公司，
類型：發明
國別省市：