07.060 ICS B 18 DB37 山 东 省 地 方 标 准 DB 37/T 3796—2019 小麦冬前苗情卫星遥感监测技术规范 Specification for satellite remote sensing of winter wheat seedling growth condition before over-wintering period 2019 - 12 - 24 发布 山东省市场监督管理局 2020 - 01 - 24 实施 发 布 DB37/T 3796—2019 目 次 前言 ................................................................................ II 1 范围 .............................................................................. 1 2 规范性引用文件 .................................................................... 1 3 术语和定义 ........................................................................ 1 4 数据要求 .......................................................................... 1 5 计算方法 .......................................................................... 2 6 监测流程 .......................................................................... 3 附录 A（规范性附录） 小麦冬前苗情卫星遥感监测模型参数 ................................ 4 附录 B（资料性附录） 小麦冬前苗情分类农学指标 ........................................ 6 参考文献 ............................................................................. 7 I DB37/T 3796—2019 前 言 本标准按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。 本标准由山东省气象局提出并组织实施。 本标准由山东省气象标准化技术委员会（鲁TC 16）归口。 本标准起草单位：山东省气候中心。 本标准主要起草人：胡先锋、薛晓萍、鞠正春、李峰、王昊、李楠。 II DB37/T 3796—2019 小麦冬前苗情卫星遥感监测技术规范 1 范围 本标准规定了小麦冬前苗情卫星遥感监测的数据要求、计算方法和监测流程。 本标准适用于地级行政区小麦冬前苗情卫星遥感监测。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 QX/T 364—2016 卫星遥感冬小麦长势监测图形产品制作规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 越冬期 over-wintering period 冬前平均气温稳定降至0 ℃～1 ℃以下，麦苗基本停止生长的生育时期。 3.2 小麦苗情 winter wheat seedling growth condition 小麦个体和群体的生长状况。 注：小麦长势划分为旺苗、一类苗、二类苗和三类苗。 3.3 归一化差值植被指数 normalized difference vegetation index；NDVI 用于植被指数计算的近红外波段和可见光波段反射率之差与这两个波段反射率之和的比值。 [QX/T 284—2015,定义 2.3] 4 数据要求 4.1 卫星数据选择 4.1.1 宜选择根据 MODIS 传感器获取的红光波段和近红外波数据计算的归一化差值植被指数（NDVI）。 4.1.2 应选择小麦越冬期开始前 10 日的监测数据。 4.2 卫星数据前期处理 1 DB37/T 3796—2019 4.2.1 卫星数据应经过定标、大气订正、几何校正、投影及坐标系转换、云检测等处理，所有栅格数 据和矢量数据应统一地理坐标系和投影方法。 4.2.2 小麦种植分布信息应按 QX/T 364—2016 中 5.3.2 的要求提取。 5 计算方法 5.1 单时次归一化差值植被指数 单时次NDVI的计算见公式（1）。 RNIR  RRED RNIR  RRED I NDVI  ................................. (1) 式中： INDVI ——某个小麦像元单时次的NDVI； RNIR ——近红外波段的反射率； RRED ——红光波段的反射率。 5.2 NDVI 最大值合成 分别计算某个小麦像元越冬前10日内各时次的NDVI，选取其中的最大值作为该像元植被指数合成值 INDVI(i)，见公式（2）。 I NDVI (i)  max( I NDVI (i,1), I NDVI (i, 2), , I NDVI (i, t )) ...................... (2) 式中： INDVI(i) ——第 i 个小麦像元最大值合成后的NDVI； i ——某地市小麦像元序号； INDVI(i,t) ——第 i 个小麦像元第t 时次的NDVI； ——越冬前10日内该像元的观测总时次，t≥2。 t 5.3 NDVI 平均值 计算某地市所有小麦像元NDVI合成值的算术平均值，见公式（3）。  m I NDVI   I i / m，i  r ................................. (3) i 1 式中： — I NDVI ——某地市NDVI平均值； ——某地市小麦像元总数； m i ——某地市小麦像元序号； Ii ——某地市第 i 个小麦像元合成后的NDVI； r ——区域代码。 5.4 构建监测模型 2 DB37/T 3796—2019 按旺苗、一类苗、二类苗和三类苗所占的百分比，将某地市小麦像元 INDVI(i)按数值由大到小分为 4 类，临界值分别为 T0/1、T1/2、T2/3。选择近期且不少于 10 年的监测数据，分别建立以 T0/1、T1/2、T2/3 和 — I NDVI 为变量的线性回归方程，见公式（4）。 T  aI NDVI  b ............................................（4） 式中： T ——某地市小麦苗情分类NDVI临界值，代表旺苗与一类苗，一类苗与二类苗以及二类苗与三 类苗的分类临界值分别为T0/1、T1/2和T2/3； — I NDVI ——某地市NDVI平均值； a，b ——回归系数。  2008年—2017年的T0/1、T1/2、T2/3和 I NDVI 构建的小麦冬前苗情卫星遥感监测模型参数见附录A。 5.5 分类判定条件 以公式（4）得到的T0/1、T1/2、T2/3作为分类临界值，将区域小麦像元INDVI(i)划分为下列4类： a) 若 INDVI(i)≥T0/1，则判定为旺苗； b) 若 T1/2≤INDVI(i)＜T0/1，则判定为一类苗； c) 若 T2/3≤INDVI(i)＜T1/2，则判定为二类苗； d) 若 INDVI(i)＜T2/3，则判定为三类苗。 各类小麦冬前苗情农学参数指标参见附录 B。 6 监测流程 小麦冬前苗情卫星遥感监测应按下列流程操作： a) b) c) d) e) f) g) 卫星数据的读取及前期处理； 计算小麦像元单时次 INDVI 以及 NDVI—合成值 INDVI(i)； 分地市计算小麦像元 NDVI 平均值 I NDVI； 根据表 A.1 给出的参数计算 INDVI(i)的分类临界值； 按分类条件将各地市小麦像元 INDVI(i)分为 4 类； 计算每一类像元数占区域像元总数的百分比； 制作小麦冬前苗情分类卫星遥感监测分布图。 3 DB37/T 3796—2019 AA 附 录 A （规范性附录） 小麦冬前苗情卫星遥感监测模型参数 表A.1给出了以MODIS传感器250 m分辨率卫星数据建立的山东省16个地市小麦冬前苗情分类NDVI临 界值模型参数。 表A.1 山东省 16 个地市小麦冬前苗情分类 NDVI 临界值模型参数 地市 威海 烟台 青岛 潍坊 临沂 日照 东营 淄博 滨州 小麦冬前苗情分类临界值 参数a 参数b T0/1 1.2928 14.049 T1/2 0.9427 26.191 T2/3 0.7008 28.832 T0/1 1.7194 - 61.176 T1/2 0.8955 22.336 T2/3 0.7588 8.1354 T0/1 0.9175 118.79 T1/2 0.7918 27.351 T2/3 0.6423 30.146 T0/1 0.9376 165.22 T1/2 0.6655 81.51 T2/3 0.45 58.97 T0/1 1.2688 109.42 T1/2 0.6483 90.461 T2/3 0.2686 121.85 T0/1 1.4492 - 3.6795 T1/2 0.8132 31.903 T2/3 0.896 - 40.149 T0/1 1.1822 150.06 T1/2 1.2039 - 56.112 T2/3 0.7137 - 6.0939 T0/1 1.2716 66.377 T1/2 0.9646 - 30.717 T2/3 0.4627 29.032 T0/1 1.1513 127.17 T1/2 1.0944 - 19.018 T2/3 0.5972 38.5 4 DB37/T 3796—2019 表 A.1 山东省 16 个地市小麦冬前苗情分类 NDVI 临界值模型参数（续） 地市 德州 聊城 枣庄 济南 菏泽 济宁 泰安 小麦冬前苗情分类临界值