本文主要研究内容
作者段丁丁（2019）在《基于遥感信息和DSSAT-SUBSTOR模型数据同化的区域马铃薯产量估算》一文中研究指出：马铃薯是世界第三大粮食作物。从2015年起,我国农业部提出马铃薯“主粮化”战略,马铃薯将成为我国的第四大主粮作物,因此对马铃薯的产量进行估算具有非常重要的现实意义。通过将遥感数据和作物生长模型相结合来提高作物产量的估算精度是近些年的研究热点。本文选取吉林省长春市九区市兴隆镇和纪家镇为研究区域,马铃薯为研究对象。在采集马铃薯冠层反射光谱和叶面积指数(LAI)的基础上,利用高分一号影像提取马铃薯的种植区,并利用统计回归方法实现LAI的遥感反演。利用EFAST全局敏感性分析方法对DSSAT-SUBSTOR作物生长模型的输入参数进行敏感性分析,对马铃薯的产量和LAI敏感的参数将作为数据同化过程中的待优化参数。然后,通过构建遥感反演LAI和模型模拟LAI的最小代价函数将遥感数据和作物生长模型结合起来,通过利用SCE-UA优化算法调整待优化参数从而实现遥感数据和作物生长模型的数据同化。根据数据同化结果进行研究区域内马铃薯产量的估算。论文的主要结论如下:(1)在对高分一号遥感影像进行预处理的基础上,利用最大似然法对研究区域内的土地利用现状进行分类,提取马铃薯的种植区。分类结果表明:不同土地利用类型的总体分类精度为95.22%,kappa系数为0.93,分类精度较高。通过计算马铃薯的植被指数和叶面积指数,利用统计回归方法完成LAI的遥感反演,反演结果表明:研究区内马铃薯的归一化差值植被指数NDVI与叶面积指数LAI的拟合度最高,决定系数(R~2)等于0.73。通过NDVI-LAI统计回归模型得到的遥感反演LAI的精度较高,反演LAI与实测LAI的决定系数(R~2)等于0.88,均方根误差(RMSE)等于0.72。(2)利用EFAST全局敏感性分析方法对DSSAT-SUBSTOR作物生长模型的输入参数进行参数敏感性分析,结果表明:块茎开始生长的临界温度上限、光周期系数、潜在块茎生长率、根生长系数、土壤排水上限、排水率、有机碳含率、土壤总氮含率、土壤溶液PH值、播种日期、灌溉日期、灌溉量和施氮量都是对马铃薯的产量和LAI敏感的参数。在DSSAT-SUBSTOR模型标定过程中,以马铃薯的出苗日、块茎起始日、最大LAI值和产量4个指标评价模型的适用性,标定结果表明:模型模拟的出苗日和块茎起始日均与实测值相同,模型模拟的最大LAI值与实测最大LAI值的平均相对误差(MRE)为1.10%,模型模拟的单产值与实测单产值的平均相对误差(MRE)为5.72%,表明DSSAT-SUBSTOR模型在单点尺度上能够以较高的精度对马铃薯的产量进行模拟。(3)首先将DSSAT-SUBSTOR模型的输入参数进行区域化处理,获得未同化遥感数据的马铃薯估产结果。然后通过构建遥感反演LAI和模型模拟LAI的最小代价函数,利用SCE-UA优化算法调整待优化参数,实现遥感数据和作物生长模型的数据同化。结果表明:未同化遥感数据的模型估产精度较低,同化遥感数据的马铃薯估产结果更接近实测值,估产精度更高,平均相对误差(MRE)为6.17%,比未同化遥感数据的(MRE)降低了9.45%,说明将遥感LAI数据和DSSAT-SUBSTOR模型相结合能够有效地提高区域马铃薯的估产精度。
Abstract
ma ling shu shi shi jie di san da liang shi zuo wu 。cong 2015nian qi ,wo guo nong ye bu di chu ma ling shu “zhu liang hua ”zhan lve ,ma ling shu jiang cheng wei wo guo de di si da zhu liang zuo wu ,yin ci dui ma ling shu de chan liang jin hang gu suan ju you fei chang chong yao de xian shi yi yi 。tong guo jiang yao gan shu ju he zuo wu sheng chang mo xing xiang jie ge lai di gao zuo wu chan liang de gu suan jing du shi jin xie nian de yan jiu re dian 。ben wen shua qu ji lin sheng chang chun shi jiu ou shi xing long zhen he ji jia zhen wei yan jiu ou yu ,ma ling shu wei yan jiu dui xiang 。zai cai ji ma ling shu guan ceng fan she guang pu he xie mian ji zhi shu (LAI)de ji chu shang ,li yong gao fen yi hao ying xiang di qu ma ling shu de chong zhi ou ,bing li yong tong ji hui gui fang fa shi xian LAIde yao gan fan yan 。li yong EFASTquan ju min gan xing fen xi fang fa dui DSSAT-SUBSTORzuo wu sheng chang mo xing de shu ru can shu jin hang min gan xing fen xi ,dui ma ling shu de chan liang he LAImin gan de can shu jiang zuo wei shu ju tong hua guo cheng zhong de dai you hua can shu 。ran hou ,tong guo gou jian yao gan fan yan LAIhe mo xing mo ni LAIde zui xiao dai jia han shu jiang yao gan shu ju he zuo wu sheng chang mo xing jie ge qi lai ,tong guo li yong SCE-UAyou hua suan fa diao zheng dai you hua can shu cong er shi xian yao gan shu ju he zuo wu sheng chang mo xing de shu ju tong hua 。gen ju shu ju tong hua jie guo jin hang yan jiu ou yu nei ma ling shu chan liang de gu suan 。lun wen de zhu yao jie lun ru xia :(1)zai dui gao fen yi hao yao gan ying xiang jin hang yu chu li de ji chu shang ,li yong zui da shi ran fa dui yan jiu ou yu nei de tu de li yong xian zhuang jin hang fen lei ,di qu ma ling shu de chong zhi ou 。fen lei jie guo biao ming :bu tong tu de li yong lei xing de zong ti fen lei jing du wei 95.22%,kappaji shu wei 0.93,fen lei jing du jiao gao 。tong guo ji suan ma ling shu de zhi bei zhi shu he xie mian ji zhi shu ,li yong tong ji hui gui fang fa wan cheng LAIde yao gan fan yan ,fan yan jie guo biao ming :yan jiu ou nei ma ling shu de gui yi hua cha zhi zhi bei zhi shu NDVIyu xie mian ji zhi shu LAIde ni ge du zui gao ,jue ding ji shu (R~2)deng yu 0.73。tong guo NDVI-LAItong ji hui gui mo xing de dao de yao gan fan yan LAIde jing du jiao gao ,fan yan LAIyu shi ce LAIde jue ding ji shu (R~2)deng yu 0.88,jun fang gen wu cha (RMSE)deng yu 0.72。(2)li yong EFASTquan ju min gan xing fen xi fang fa dui DSSAT-SUBSTORzuo wu sheng chang mo xing de shu ru can shu jin hang can shu min gan xing fen xi ,jie guo biao ming :kuai jing kai shi sheng chang de lin jie wen du shang xian 、guang zhou ji ji shu 、qian zai kuai jing sheng chang lv 、gen sheng chang ji shu 、tu rang pai shui shang xian 、pai shui lv 、you ji tan han lv 、tu rang zong dan han lv 、tu rang rong ye PHzhi 、bo chong ri ji 、guan gai ri ji 、guan gai liang he shi dan liang dou shi dui ma ling shu de chan liang he LAImin gan de can shu 。zai DSSAT-SUBSTORmo xing biao ding guo cheng zhong ,yi ma ling shu de chu miao ri 、kuai jing qi shi ri 、zui da LAIzhi he chan liang 4ge zhi biao ping jia mo xing de kuo yong xing ,biao ding jie guo biao ming :mo xing mo ni de chu miao ri he kuai jing qi shi ri jun yu shi ce zhi xiang tong ,mo xing mo ni de zui da LAIzhi yu shi ce zui da LAIzhi de ping jun xiang dui wu cha (MRE)wei 1.10%,mo xing mo ni de chan chan zhi yu shi ce chan chan zhi de ping jun xiang dui wu cha (MRE)wei 5.72%,biao ming DSSAT-SUBSTORmo xing zai chan dian che du shang neng gou yi jiao gao de jing du dui ma ling shu de chan liang jin hang mo ni 。(3)shou xian jiang DSSAT-SUBSTORmo xing de shu ru can shu jin hang ou yu hua chu li ,huo de wei tong hua yao gan shu ju de ma ling shu gu chan jie guo 。ran hou tong guo gou jian yao gan fan yan LAIhe mo xing mo ni LAIde zui xiao dai jia han shu ,li yong SCE-UAyou hua suan fa diao zheng dai you hua can shu ,shi xian yao gan shu ju he zuo wu sheng chang mo xing de shu ju tong hua 。jie guo biao ming :wei tong hua yao gan shu ju de mo xing gu chan jing du jiao di ,tong hua yao gan shu ju de ma ling shu gu chan jie guo geng jie jin shi ce zhi ,gu chan jing du geng gao ,ping jun xiang dui wu cha (MRE)wei 6.17%,bi wei tong hua yao gan shu ju de (MRE)jiang di le 9.45%,shui ming jiang yao gan LAIshu ju he DSSAT-SUBSTORmo xing xiang jie ge neng gou you xiao de di gao ou yu ma ling shu de gu chan jing du 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国农业科学院的段丁丁，发表于刊物中国农业科学院2019-07-05论文，是一篇关于遥感论文,作物生长模型论文,马铃薯论文,产量估算论文,数据同化论文,中国农业科学院2019-07-05论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国农业科学院2019-07-05论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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