DB23T 3664-2023遥感预测玉米产量技术规范

ICS65.020.01CCSB0723IDB23/T3664—2023前言 2规范性引用文件 3术语和定义 4应用环境条件 5数据采集 5.1产量数据 5.2遥感数据 5.3玉米种植数据采集 5.4数据格式 6产量预测 6.1玉米产量预测流程 6.2数据存储 6.3关联分析 6.4筛选敏感遥感指数 6.5构建遥感预测模型 6.6生成产量空间分布图 7数据安全 参考文献 DB23/T3664—2023本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中共黑龙江省委网络安全和信息化委员会办公室提出并归口。本文件起草单位：黑龙江省网络空间研究中心、东北林业大学、大庆市迈亚微云科技有限公司、阳光农业相互保险公司、联通（黑龙江）产业互联网有限公司。本文件主要起草人：谷俊涛、李超、肖鸿江、崔文星、于洋、孟奇、景维鹏、周莹、孙恕、吴琼、陈峰、李锐、杜宇芳、刘明鸽、孟鸽。1DB23/T3664—2023遥感预测玉米产量技术规范本文件规定了遥感预测玉米产量的应用环境条件、数据采集和预测过程。适用于黑龙江省玉米种植区产量评估。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。GB17859计算机信息系统安全保护等级划分准则GB/T25058信息安全技术网络安全等级保护实施指南GB/T37973信息安全技术大数据安全管理指南3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1遥感remotesensing广义是指用间接的手段来获取目标状态信息的方法。但一般多指从人造卫星或飞机对地面观测，通过电磁波（包括光波）的传播与接收，感知目标的某些特性并加以进行分析的技术。3.2遥感指数remotesensingindex由遥感光谱不同波段反射率组合变换后形成的一种参数。4应用环境条件4.1玉米产量遥感预测应在晴朗、少云、风小的天气进行。4.2监测时间以北京时间9:00至16:00为宜。5数据采集5.1产量数据5.1.1数据取样5.1.1.1取样田块（地段）的确定根据测产方规模，将测产方分为若干个单元，每个单元选代表性田块（地段）对角线取样，选3个~5个点，每个点面积不少于2亩。其中：a)测产方规模在100亩以内的，将测产方分成5个单元；2DB23/T3664—2023b)测产规模在100-1000亩的，将测产方分成10个单元；c)测产方规模在1000亩以上的，将测产方分成20个单元。5.1.1.2取样点离地块边界至少60m，能代表该地块的平均水平。5.1.1.3取样时期分别在玉米拔节期、抽雄期及成熟期进行取样。5.1.2测定方法5.1.2.1生育期判别玉米生育期判别标准见表1。表1玉米生育期判别标准玉米基部节间由扁平变圆，近地面用手可摸到圆雌穗的花丝变成暗棕色或褐色，外层苞叶颜色变浅仍呈绿色，子粒形状表示80%以上植株外层苞叶变黄，花丝干枯，子5.1.2.2测定产量构成因素玉米产量测定的主要因素是单株结棒率、每棒平均粒数、百粒重、亩播种量、亩保苗数和标准水分。5.1.2.3取样方法统一使用边长为5m～10m方形取样框，采用三点取样法，取框内玉米样后，标记编号，并装入网袋带回实验室测产。5.1.2.4调查亩株数选定的取样点测量行、株距。其中：a)行距：每地块量连续2l行宽度，求平均行距；b)株距：每点选一行测连续5l株长度，求平均株距。c)每亩株数计算公式为：每亩株数＝666.7m2÷平均行距(m)÷平均株距(m)3DB23/T3664—20235.1.2.5调查单株结穗数在调查株距的样点调查果穗数，空秆数、求出单株平均结穗数。单株平均结穗数计算公式为：单株平均结穗数=样点果穗数／样点总株数亩穗数=亩株数×单株平均结穗数。5.1.2.6测定产量在选定样点的植株上，剥开苞叶计算每穗粒数，然后根据该品种常年百粒重计算产量。测定产量的计算公式为：理论产量(每亩/kg)=每亩穗数×每穗粒数×百粒重(g)/1000005.2遥感数据5.2.1影像数据获取综合考虑卫星的观测时间和天气、光照等条件，选取7月中旬——8月下旬遥感影像，拍摄时间为北京时间9:00至16:00，要求云量低于5%，空间分辨率不低于10m，光谱波段推荐包括红、绿、蓝、近红外、短波红外以及红边波段，推荐数据源如下：a)高分一号卫星，高分辨率相机全色分辨率2米、多光谱分辨率8米，重访周期为4天；b)高分二号卫星，高分辨率相机全色分辨率0.8米，多光谱相机可以获取包括红、绿、蓝、近红外等波段的数据，分辨率率3.2米，重访周期为5天；c)高分六号卫星，全色2米分辨率、多光谱分辨率8米，重访周期为5天；d)Landsat-8卫星，提供短波红外（SWIR）波段、近红外波段等9个波段，空间分辨率为30米，其中包括一个15米的全色波段，成像宽幅为185x185km。虽然分辨率略低于10m的要求，但Landsat-8数据光谱覆盖范围较广，重访周期为16天；重访周期为10天，重访周期为5天。具有可见光和近红外到短波红外波段，红边范围含有三个波段；f)无人机遥感，具备航点导航、定点、悬停、定高、航线、区域覆盖、环绕等模式，搭载可见光、多光谱、高光谱或者激光雷达传感器。5.2.2遥感指数用于玉米产量预测的遥感指数如表2所示。NDVI2×NormalizedDifferenceTillag1+24DB23/T3664—2023表2遥感指数（续）NormalizedDifferenceGreennessIndex,Mid-IRBispectralIndex5.3玉米种植数据采集5.3.1玉米种植分类数据通过掩膜，去除非玉米种植信息，形成玉米种植分类图。数据获取方法为：a)田间调查。通过直接访问种植区域，收集关于玉米种植的详细信息。包括土壤类型、种植模式（如间作或单作）、种植密度、灌溉方式等。b)问卷调查和访谈。与农民、农业技术员和其他相关人员进行问卷调查或访谈，获取有关玉米种植分类的数据。c)历史数据分析。研究历史记录和统计数据，了解不同地区和时间段的玉米种植情况。5.3.2黑龙江行政边界矢量数据要求与卫星影像图投影一致。5.3.3土壤数据5.3.3.1数据采集类别土壤数据主要采集有机质、氮、磷、钾、土壤湿度、土壤容重、田间持水量、凋萎湿度、土壤质地和酸碱度等。5.3.3.2土壤属性测定5.3.3.2.1土壤含水量5DB23/T3664—2023采用烘干称重法测定。土壤取样深度为0～90cm，每10cm钻取一次土样。每次观测时，在小区内两行玉米中间随机选取1个取样点，每个小区取样1次且取样位置尽量保持一致，每个处理各3个取样点。5.3.3.2.2土壤相对湿度测定10cm、20cm、30cm、40cm等深度的土壤相对湿度。5.3.4气象数据采用物联网设备采集气象信息数据。采集项目为影响农业作物生长过程的气象因子，包括：太阳辐射、光合有效辐射、降水量、空气温度、空气湿度、风速、风向、光照强度、光照时长、气压、蒸发量等。5.3.5采集参数及频次±5%±5% ±1%±3%RH-——±1%±0.02pH5.4数据格式5.4.1数据文件格式在进行玉米产量过程中用于计算的输入数据文件的格式分类见表4。6DB23/T3664—2023*.tif*.tif*.tif5.4.2数据库存储格式玉米生长环境信息的数据格式应符合表5要求，其中数据单位应符合GB3100的规定。------------℃%fAWD°℃℃℃℃%%%%fpH土壤pH值 °flat°m7样点实测单产样点实测单产样点遥感指数样点环境数据是产量模型验证8DB23/T3664—20237数据安全在数据交换过程中要保证数据安全。数据安全应符合GB/T17859、GB/T25058和GB/T37973的规定，同时满足以下要求：a)数据交换过程中宜采用数据加密技术、数据校验技术、数据鉴别技术、数字签名技术、数字信封技术、数字证书技术等保证数据安全；并对发现的安全漏洞进行防护和修复；b)数据交换过程中，应保证