作物生长跟踪

       大家好，这里向大家介绍关于遥感在作物生长跟踪中的应用。

      下面我们将分三个部分进行介绍，首先是介绍下作物生长监测的一些基本概念知识，然后讲述下作物监测的两大案例，一个是大宗粮油作物生产形势，另一个是全国旱情遥感监测。

      作物生长监测要素主要有：作物的叶面积指数、归一化植被指数NDVI 、生物量。

      获取作物种植面积是进行其它监测的基础。

       作物长势监测的主要任务是反映作物的生长状况。主要从两个方面进行作物长势遥感监测, 一为作物生长的实时监测；二是作物生长趋势分析。

       遥感可以对如旱灾、洪涝等重大农业自然灾害进行动态监测和灾情评估，监测其发生情况、影响范围、受灾面积、受灾程度，进行灾害预警和灾后补救，减轻自然灾害给农业生产所造成的损失。

        左图可以明显看出，大部分小麦长势处于一般（黄色）和稍差（绿色）状态，这应该与天气状况和中部地区干旱程度有关。

2008年山东-河南冬小麦长势分布图

       在作物生长期进行及时、有效的旱情监测，对于保证农作物的产量具有重要意义。

        左图是2011年3月下旬全国农耕区的旱情监测图。黄色、橙色的轻旱和中旱等级主要分布在北方和中部内部地区，南部地区则多处于轻湿状态。

全国旱情分布监测图

       左图是青海省2004年-2007年植被长势监测序列图。绿色代表作物长势正常，绿色越深，长势越好。黄棕色代表作为长势像对较差。

       长势的时序检测图对了解不同年份作物生长情况的空间分布和变化趋势十分重要。如图所示（东北部棕色区域的西宁市及周边城镇分布区域除外）红圈区域代表当年青海省作物生长相对较差的黄色区域的集中分布区。2005年北部地区作物长势较差，而2006和2007年西南部地区作物长势较差。

       下面我们来看下关于大宗粮油作物监测案例。

       下图是2015年夏粮生育期的作物最小植被健康指数监测结果。最小植被健康指数是监测期内作物生长最差时的状态指标。通过分析当时的气候气象、病虫灾害等多个因素，找出限制作物健康的最重要原因，即胁迫因素。

        结合遥感监测图及因素分析可知，安徽南部、湖南东北部和陕西中部作物健康指数较低，原因是受轻度水分胁迫的影响。其余地区作物生长良好，总体有利于作物播种和生长，山东西部和河南大部分地区作物健康状况明显好于其他区域。

2015年夏粮生育期内最小植被健康指数

       对于病虫灾害的影响监测，图中左图显示，2015年8月中国玉米主产区大斑病的空间发生情况。

       右图显示，玉米粘虫在全国累计发生面积约2200万亩，主要发生在东北、华北部分地区，其他地区零星发生。

       对于受害虫影响的监测，2015年9月中国水稻主产区稻飞虱的空间发生情况。

       2015年9月中国水稻主产区纹枯病的空间发生情况及面积。

       利用2015年9月中旬的遥感数据对全国秋粮作物长势开展监测。监测结果显示，9月中旬，水稻主产区大部分地区作物长势与近5年平均水平持平（绿色）。

       四川与重庆交界地区长势明显好于平均水平（黄色与红色）；河南南部地区、湖北西部地区及广东与广西南部地区长势低于平均水平（蓝色）。玉米主产区作物长势总体上与近5年平均水平相当。局部地区玉米长势较差，辽宁西部受旱情影响，长势明显不及平均水平；陕西中部及山西南部地区长势低于平均水平。黑龙江大部及吉林西北部地区大豆长势略好于近5年平均水平；内蒙古东北部大豆长势略低于平均水平。

2015年9月中旬全国作物长势

下面我们看下第二个案例，全国旱情遥感监测。

       根据2015年8月21日以来干旱灾情初报、续报数据，华北北部、内蒙古大部、东北中南部、黄淮东部、西北地区东部部分地区以及江汉北部、西藏地区局地遭受旱灾。9月2日，内蒙古、宁夏、山东旱情较重，分别有83.1、60.6、53.4万人因旱需生活救助。

全国干旱灾情分布图

       基于国家气候中心综合气象干旱指数监测结果，华北西部、东北中南部、内蒙古中西部、黄淮东部、西北地区东部、华南南部、青藏高原部分地区遭受气象干旱，其中，内蒙古中部、陕西北部、宁夏南部、山西西部、甘肃南部地区气象干旱等级较重，局地出现特旱（深棕色）。与8月20日监测结果相比，内蒙古中西部、西北地区东部仍维持重度至特旱，特旱面积有所增加；受降水影响，东北北部、华北北部气象干旱有所缓解。

全国气象干旱综合监测图

       基于2015年8月13－28日遥感卫星监测的植被指数（反映植被长势、状态的参数）数据，利用植被状态指数，通过对比2001年以来同期植被指数数据，监测植被长势变化。西北地区东部、内蒙古中西部、华北北部、东北南部部分地区植被长势较历史同期偏差（黄色及红色）。

全国植被状态指数监测图 

       利用左图的全国耕地植被状态指数监测图，叠加以全国耕地分布数据分析，2015年，干旱对甘肃陇中、陕西关中及北部、山西南部、辽宁中西部的玉米抽雄吐丝和马铃薯开花造成了影响，长势低于历史同期水平；受前期干旱及近期强对流天气影响，河北南部地区农作物长势也略低。

全国耕地植被状态指数监测图 

        通过叠加全国草地分布数据分析，甘肃中部、宁夏南部至内蒙古中西部鄂尔多斯、乌兰察布、锡林郭勒一带牧草长势偏差。

        基于遥感、气象数据综合分析，内蒙古中西部、西北地区东部、华北西部、辽宁中西部旱情严重，玉米、马铃薯等作物及牧草长势较历史同期偏差。近期，秋收作物将逐步进入灌浆成熟期，我国中东部自西向东也有一次降雨过程，但降水分布不均，甘肃东部、陕西北部、山西北部降水仍然偏少，需进一步关注植被长势变化。

全国草地植被状态指数监测图