NY∕T 3528-2019 耕地土壤墒情遥感监测规范(农业).pdf

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1、ICS 13.080.20 B 11 NY 中华人民共和国农业行业标准NY/T 3528-2019 耕地土壤埔情遥感监测规范Specification for remote sensing monitoring of soil moisture in cropland 2019斗2-27发布2020-04-01实施(L 中华人民共和国农业农村部发布NY/T 3528-2019 I NY!T 3528-2019 耕地土壤摘情遥感监测规范1 范围本标fI规定了耕地土掷梢情遥感监测处理流程、技术方法、质盘控制以及成果报告编写的基本要求。本标准适用于基于卫星遥感数据的耕地土填楠悄JEi测业务工作.采用

2、其他数据源开展耕地土壤楠情illrf;!FJ参照执行。对于长时间处于2 规范性引用文件下列文凡是不注日期的引3 3 1 土壤摘情影响作物生育SL 568-2012,32 土主自重量含水量SL 3 64-2015，定义3.11J3.3 34 35 土壤田间持水量field capacily 土城毛管悬着水达到:l大数盘时的土城含水茧，以重盐百分数表示。SL 568-2012，定义2.3J土壤相对湿度relative soil moisture 土壤重iil;含水主t与土壤田间揭水量的比值，以百分数表示。土壤摘情等级levels of soil moislure 农田土攘含水iU:对作物不同生育阶

3、段水分需求IfJ满足程度.NY/1 3528-2019 NY/1 1782-2009，定义3.1J 3.6 遥感rernotc sensing 不接触物体本身，用传感器收集目标物的电磁波信息，经处理、分析后，识别目标物，揭示其几何、物理特有T和l相互关系及其变化规律的现代科学技术。GB/T 14950-2009，定义3.1J 3.7 3.8 3.9 3.10 归一化差值植被指数normalized difference vegelalion index,NDVI 近红外议段反射率和l可见光幻光波段反射率之差与二者之和的比值。作物冠层温度crop canopy temperature 农田作物层

4、不同高度叫和茎以及土攘表面温度的平均值.辐射亮度radiance 单位投彤而积、单位立体角上的辆射通盘。GB/T 30115-2013，定义3.2J 亮度温度brighlness lemperalure 当一个物体的辆射击Z度与某-黑体的辆射亮J互相同时，该黑体的物迎温度则为该物体的亮度1日l度。4 缩赂语下列缩赂i吾适m于本文件。八门，表观热切lf量指数(apparcntthcrmal nerta index)EOS 地球观测系统(carthobservation system)MODIS中分辨二拉成像光i苦仪Cmodcratcrcsolution imaging spectromctcr)

5、NDVJ，归一化差值植被指数(normalizcddiffercncc vcgctation index)NOAA.美国国家海洋与大气管理局(natona!occanic and atmospheric administration)VSWI，植被供水指数Cvcgctationsupply water indcx)5 监测处理流程2 对卫星数据完成预处理后，按以下处理流程进行耕地土.I!P1J商悄遥感监测。a)根据作物种植类型分布图以及作物生育时期数据，计算监测H)域耕地土壤情悄遥感l监测指标，包括表现热似盘指数(ATJ)和植被供水指数(VSWI)，或者其他干旱指数。处在l描JjI二伏的作物区

6、域，宜采用ATI筷型;处在1直JVj生l主以后的作物l且域，宜采用VSWJ模型.b)结合土壤埔悄地而调查数据，反Iir1ij!ljj监测区域土攘相对湿度。fiffJ定监测区域耕地土l!I均可惜等级，并进行结果验证.d)制作耕地土l!I摘悄评价等级专题图。c)编制耕地土耳E梢悄遥感1监视l报告.耕地土壤埔tl遥感J!t测处迦流程见图l。6 a)遇llI像数据行政区划阁ffl 习民置X:Vi1JJ础1J.1旦3草且且且lf1以坐E埋咽越且f.If监测凶贾网fi擅嗯扣，非JV，.:VII。NY!T 3528-2019 波段(O.O)、美国NO-遥感影像平面坐标系应采用国家规定的统士芷棕泵，见GB!T

7、15968-2008的3.2.10其中l(O 000-500 000)遥感影像平面图的投115采用高斯-克吕格投影;11000000遥感彤像平而图的投彩采用正轴等角囚锐投);0 6.2 地面土壤摘情监视j数据收集挫理驱荒llif1.则区域、l监j!tl时间的地而土壤梢悄J1i测数据，至少包括l监视1)点的经纬度坐标、海拔、10 cm-20 cm层次的土域合7lc盐，用于土壤相对j显度遥感反1i估算平11耕地土蜒楠情等级确定稍度验证。地面土槐f商情i监测点空间分布茧采用格网均匀布设方式，监测区域内每种作物类型监测点数量应满足统计模型估计的基本要求.有关地面土壤悄悄监视1)点的设ft、土壤湿度测定

8、方法、数据采集要求、数据格式和处理说明等内容见NY!T1782-20090 6.3 其他数据3 NY/T 3528-2019 其他数据至少应包招a)监测1城作物不同生育时Jj资料。7 土壤摘情遥感监测指标计算7.1 表观热愤量指数(A11)处在lWJl仨伏的作物|主域，宜采用!ITI放型.按照式(1)计算ATI，获得监测区域!ITI空间分布图。ATI=(l-ABE)/6,T.(1)式中.八TI表现热切1盘指数，单位为开分之一(K-勺，ABE-地表全波段反!率，单位为百分号(%);6，T一一每日最高地表温度和l必低地表温度的l差，单位为到(归。根据采用的卫星数据，选择适宜的方法计;l):ABE和

9、6，T。其中采用MODlS数据tl第ABE和I6，T参见附录A。7.2 植被供水指数(VSWI)7.2.1 VSWI的计算公式处在苗WjU以后的作物区域，宜采用VSWI模型。按照式(2)计算VSWI，获得JKil!lj区域VSWI空间分布图。VSWI=NDVI/T,.(2)式中VSWI一一植被供水指数，单位为开分之一(K一1);NDVI-jf测H才段的归一化差值植被指数，无盐纲，T,作物冠层r1ITL度，单位为开(K)。7.2 2 作物冠层温度(1，)可以采用地表温度(T，)代替冠层混度(T，)。采用MODlS数据计算J也表iN度T，参见附录八.附录B可月2于反社:lJ也表温度的典型组外传感器

10、及活段参见附录B.7.2.3 归一化差值植被指数(NDVI)按照式(3)计算NDVI，获斜监视区域NDVI空间分布图。详细的NDVI处理流程见GB/T30115-2013.其中，采用MODlS放据计算NDVI参见附录八.NDVI=(NIR-R)/(NIR+R).(3)j:汇l,NDVI-一-l监视l时段的归一化差值植被指数，无主l纲，NIR 一一近红外波段反射率，元量纲;R一可见光红光波段反射率，无盐纲。8 土攘相对湿度遥感反演估算土攘相对湿度是耕地土攘梢悄等级划分的指标，fj直接反映作物可利用水分的状训。本标准采用的土壤相对湿度土层厚度i仅10cm-20 cm.按照式(4)反淡估算土模相对湿

11、度，获得监视l区域土段相对湿度空间分布图.SI-=XX+b.(4)式中:SHI一一遥感反ii估算的土城相对湿度，单位为百分号(%);X-ATl或VSWIj，单位为开分之一(K-);NY/T 3528-2019 a,b 系数。应针对不同地区和l不同作物类型，根据土壤楠悄地面观测值拟合a，b系敛。9 耕地土攘精情等级确定耕地土城梢情划分5个等级:湿润(1级嘀悄)、正常(2级梢jjD、轻旱(3级峭俯)、中阜(4级摘悄)和亘早(5级埔悄。耕地土攘埔情等级划分标准见表l。根据表l确定监视区域土攘峭悄等级，并进行各等级的统讨汇总。表1耕地土填摘情等级划分表土战椭悄等级土模相对湿度(SJ-)土城埔俯对作物早

12、悄影响程度湿润cl级)80%SH/100%土城相对温JJI适宜农作物相应当二长.跑表湿润.元象正常(2级60%SH/三80%土且由相对湿度远宜农作物相应生长.地表正常.无早象轻(3级)50%;气-1燥小(1级)40%SHJ50%土城相对湿度导致农作物生长发育受到较大程度影响能够导锐减产土填表白干燥作物叫片有主r悲现象亚早(5级)SH/二40%土模相对混皮导玫农作物生长发育受到阻邸.能够导致农作物绝收.土填:-1现较厚的千土Jz:作物叫片萎;(!，f或干枯.果实脱落10 等级精度计算耕地土攘销悄遥感监测结果等级粘度计J1方法直n下:a)在监测区域1rL阁内，对同期地面X!Q.J!土壤湿度的样E在

13、计算土攘相对湿度，按照表1进行分级。地而观测样点土壤相对，i!度计算方法参见附录Cob)*夺地面观JllJ样点土壤相对湿度分级结果与对应的遥感i监视区域耕地土J!f楠阳等级分布图同名像点进行比较，按照式(5)计算号等级精度，将等级柯1&?o80%的监视l结果定为合格.1=旦X100.(5)王飞9A-一-等级精度，单位为百分号(%);R一一遥感监测与地面观调l样点比较土攘楠11z分级正确点的数据，单位为个，n一-j也面土攘埔悄观测样点数，单位为个。11 耕地土壤摘情遥感监测l专题图制作和报告编写111 专题图制作耕地土攘梢t遥感监测专题图要索包括图名、因例、比例尺、耕地土填梢悄等锐、行政Ix划地

14、理信息等。其中，基本地图要素制作方式按GB/T202 57-2017的规定完成.耕地土壤埔悄等级分布阁的制作方式按GB/T28923.1-2012的规定完成。11.2 监测报告编写耕地土填埔悄遥感监测报告内容包指采用的卫星及传感器、11测时间范围、耕地土攘梢悄等级及比例等遥感l监测结果信息，统计表格包括根据遥感监视l结果获取的耕地土壤摘情等级和l比例等信息。5 NY/T 3528-2019 附录A(资料性附录)EOS/MODlS数据相关参数计算A.1 MODlS亮度温度计算按照式CA.1)计31315度温度.CA.1)1:s t电-z7 Ki.1 段!K 31.1 J;/C m sr A.2

15、CA.2)式1,T,o、A，,A,T31 T 也可以直接采用MODISA.3 地表全波段反照率计算按照式(A.3)计算地表全被段反!(!率。ABE=0.16CH，十O.291CJ-J 2+O.243C-3+O.116CH.,+O.112C-5+O.081CH 7-0.0015.CA.3)王飞中，C-，、CHCf力、C-4、CH，、CH7-MODIS数据第1、第2、第3、第4、第5、第7通道的反射率，无量纲.具体计到一过程可参见参考文iJV;4。A.4 地表温差(61)计算按照式CA.4)和I式(A.5)计:JI!.表温差!1T.6 NY!T 3528-2019 t,T=2 T,(1,)-T,(

16、I,)(八.4)叫苦+)-sin(亏+)=cos (-tan tan).(A.5)式1f，T一每日必高I也表温度和必低地表iffil度的Iffi.差，单位为开(K);T，(t，)一-t，UI间的地表7.fit度，单位为开(K);T，(t，)一-t，时间的地表温度，单位为到(K);中间变茧，元特殊含义，无盐纲，弧皮11叫表示的当地纬度，单位为rad，单位通常可省赂，s 弧度制表示的太阳赤纬，单位为rad，单位通常可省赂。具体计算过程可参见参考文i!lk5，根据不同的放抓获取条件，也可以采用亮度瓶度代替j也表温度计算1日度差。A.5 NDVI计算按照式(A.6)计算基于MODIS数据的NDVloN

17、DVJ=(CH,-CH,)!(CH，十CH，).(A.6)式中NDVI-一监测时段的归一化差值植被指数，元:!k纲;CI-J,一-MODIS数据第1通道的反射率，无立纲，CH,-MODIS数据统2通道的反射率，无盐纲囚7 NY/T 3528-2019 附录B(资料性附录)可用于反;亩地表温度的典型红外传感器及i曹段可用于反革过地表温度的典型红外传感都及谐段见表B.l。根据传感糕的波段设置，对应的地表温度反i谈方法可以分为单波段算法、传感部主要算法Landsat 8/TlRS FY-3/VIRR 8 附录C(资料性附录)土攘相对湿度计算方法C.1 土境重量含水量土碗豆iik含水量(四)的计算-参

18、见GB!T32136-2015中附录LC.2 土模田间持水量土蜒田间将水量1)的计算参见GB!T32136-2015中附录EC.3 土模相对湿度地而样点土模相对湿度按式c.l)-I-:P:0 NY!T 3528-2019 引hT100(Cl)式中，SI-lI一-i监视土层土壤相对湿度，单位为百分号%);W 一一监视土层土壤重量含水盐，单位为百分号%);1 一一监测土层士壤田间持水盆，单位为百分号 印张I字敛20丁字2020年3月北京第11大印刷峰开本880mmXI230mm1/16 2020年3月第l版书号16109.8029定价24.00元*版权专有侵权必究举报电话(010)59194261 NY/T 3528-2019