DB1301∕T385-2021 小麦撂荒耕地遥感监测技术规程(石家庄市).pdf

ICS 65.020.01 CCS B 05 1301 石家庄市地方标准 DB 1301/T 3852021 小麦撂荒耕地遥感监测技术规程 Technical regulation for remote sensing monitoring of wheat-fallow cultivated land 2021 - 07 - 30 发布 2021 - 08 - 30 实施 石家庄市市场监督管理局 发 布 DB 1301/T 3852021 I 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 监测流程 . 2 5 监测方法 . 2 数据及软件准备 . 2 野外调查 . 3 遥感监测 . 3 监测结果统计与制图 . 4 6 监测报告编写 . 4 附录 A（资料性） 小麦撂荒耕地野外调查表 . 6 DB 1301/T 3852021 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020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。 本文件由石家庄市农业农村局提出。 本文件起草单位：石家庄市农林科学研究院、北京农业信息技术研究中心。 本文件主要起草人：顾晓鹤、田国英、杨贵军、杨英茹、龙慧灵、黄媛、冯海宽、高欣娜、宋晓宇、武猛、李振海、李海杰、李贺丽、杜亚茹、康艺凡、高宁。 DB 1301/T 3852021 1 小麦撂荒耕地遥感监测技术规程 1 范围 本文件确立了小麦撂荒耕地遥感监测工作的程序，规定了数据、软硬件及人员要求、小麦撂荒耕地监测方法、野外调查、精度验证等内容，描述了关键节点的追溯记录。 本文件的适用范围为石家庄市种植小麦的各个区县，非石家庄市的其他区县可参考使用。 本文件的使用对象为各区县农业管理部门和农技推广部门，用于全县范围内小麦撂荒耕地的空间分布监测。 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。 GB/T 149502009 摄影测量与遥感术语 GB/T 20257.32017 国家基本比例尺地图图式 第3部分：125 000 150 000 1100 000地形图图式 3 术语和定义 GB/T 149502009界定的术语和定义适用于本文件。 小麦撂荒耕地 wheat-fallow cultivated land 原本上季种植小麦，由于某些原因在1个(含)小麦生长季以上放弃种植任何作物而处于闲置状态的耕地。 遥感 remote 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、物理特征和相互关系及其变化规律的现代科学技术。 来源：GB/T 149502009，3.1 像元 pixel；picture element 数字影像的基本单元。 来源：GB/T 149502009，4.67 空间分辨率 spatial resolution 遥感影像上能够识别的两个相邻地物的最小距离。 注： 空间分辨率通常用像元大小、像解率或视场角来表示。 DB 1301/T 3852021 2 几何校正 geometric correction 为消除影像的几何畸变而进行投影变换或不同波段影像的套合等校正工作。 来源：GB/T 149502009，5.190 4 监测流程 小麦撂荒耕地遥感监测的主要流程包括数据及软件准备、野外调查、遥感监测、监测结果统计与制图等4个步骤，如图1所示。 开始5.1数据及软件准备5.2野外调查5.3遥感监测5.4监测结果统计与制图结束 图1 小麦撂荒耕地遥感监测技术流程 5 监测方法 数据及软件准备 5.1.1 卫星遥感影像 5.1.1.1 多光谱卫星影像 具备蓝光波段450 nm475 nm、绿光波段495 nm570 nm、红光波段640 nm760 nm、近红外波段810 nm870 nm，空间分辨率30 m以内，时相为每年的10月1日至第二年6月30日，分别在小麦分蘖期、拔节期和收获期确保每期至少有一景影像。 DB 1301/T 3852021 3 5.1.1.2 影像质量 影像上云量小于5%，传感器条带噪声为0，影像噪点小于1%，波段无缺失，边缘无畸变，空间位置准确，几何校正精度达到0.5个像元以内，地物特征清晰。 5.1.2 基础地理数据 国家1250 000基础地理信息数据，要素包括行政边界、耕地分布。 5.1.3 软件 具备卫星遥感影像处理的专业软件，能够实现地物监测和目标识别，具有数据输入/输出、几何纠正、大气校正、数据分析、多光谱分析、高光谱分析、地形地貌分析、矢量分析、波段运算、统计分析、区域分析、GPS联接、专题图制图等功能。 野外调查 5.2.1 野外样本设计 对多时相遥感影像进行全区域目视判断，布设需野外调查的样本地块60个100个，其中小麦撂荒耕地样本地块不少于40个，山区、平原、丘陵的小麦撂荒耕地样本分别不少于20个、10个、10个。对于室内难以确认地物类型的地块需重点调查， 调查地块应相对均匀地分布于整个监测区， 且接近道路便于野外调查时找到地块。 5.2.2 空间定位 提取样本地块的经纬度信息。以同时期的遥感影像作为导航依据，在野外到达目标样本地块后，采用亚米级差分GPS获取该地块各个拐点经纬度信息，GPS坐标系统与遥感影像一致。 5.2.3 属性记录 对样本地块当前状况进行照相，向种植户咨询样本地块5年内的种植信息，填写野外调查表（见附录A）。 遥感监测 5.3.1 遥感影像预处理 对获取的多时相中分辨率遥感影像进行预处理： a) 根据传感器参数对遥感影像进行辐射定标和大气校正，获得影像所有波段的地表反射率数据。 b) 对影像进行几何校正， 校正后的卫星影像平地、 丘陵地的平面坐标误差不应大于 0.5 个像元，山地的平面坐标误差不应大于 1 个像元。 c) 按照监测区范围、行政区划图对处理好的影像进行剪裁。 5.3.2 计算归一化植被指数 利用遥感影像近红外波段和红光波段，在遥感处理软件中计算归一化差值植被指数（NDVI），见公式（1）。采用耕地空间分布图对多时相NDVI图像进行掩膜，得到耕地范围内的NDVI图像。 = (1) DB 1301/T 3852021 4 式中： NDVI 归一化差值植被指数； nir 近红外波段反射率； red 红光波段反射率。 5.3.3 撂荒耕地分割阈值确定 将野外样本点矢量图与多时相NDVI图空间叠加，提取样本点每期影像的NDVI值，统计作物样本和裸地样本的NDVI区间范围，根据分割结果最佳的原则，确定每期NDVI图像的作物和裸地的最佳阈值，分别以T1、T2、T3表示小麦分蘖期、拔节期、收获期的NDVI分割阈值。小麦撂荒耕地识别规则如表1： 表1 小麦撂荒耕地识别规则 识别规则1 识别规则2 识别规则3 识别结果 12月为裸地 （NDVI1小于T1） 4月为裸地 （NDVI2小于T2） 6月为作物 （NDVI3大于T3） 小麦撂荒地 12月为作物 （NDVI1大于T1） 4月为作物 （NDVI2大于T2） 6月为裸地 （NDVI3小于T3） 非撂荒耕地 5.3.4 精度验证 基于小麦撂荒耕地野外样本及其对应的监测结果，建立混淆矩阵，按照公式（2）计算总体精度，判定标准为达到90%以上满足要求。在计算总体精度时，应将遥感分类结果转换为与验证样本一致的矢量格式或相同的空间分辨率。 =1 (2) 式中： pc 总体精度； k 类别的数量； p 样本的总面积； pii遥感分类为i类而实测类别也为i类的样本面积 监测结果统计与制图 5.4.1 小麦撂荒耕地面积统计 采用遥感软件对监测区域撂荒耕地的监测结果进行面积量算，按行政区划数据统计小麦撂荒耕地面积，单位为公顷。 5.4.2 监测专题图制作 撂荒耕地的遥感监测专题图要素包括图名、图例、比例尺、制图单位、制图时间等，基本地图要素制作方式按GB/T 20257.32017中3.6执行。 6 监测报告编写 DB 1301/T 3852021 5 小麦撂荒耕地遥感监测结果经过专家会商形成监测报告，报告应包含如下内容： 报告题目：XX县小麦撂荒耕地遥感监测； 报告正文：包括具体使用数据、监测流程、监测步骤、监测结果和空间格局分析； 附表：XX县小麦撂荒耕地统计结果； 附图：XX县小麦撂荒耕地遥感监测空间分布图。 DB 1301/T 3852021 6 A A 附录A（资料性） 小麦撂荒耕地野外调查表 野外调查表见表A.1。 表A.1 小麦撂荒耕地野外调查表 调查人： 时间： 县（区）名： 村名: 标号 GPS编号 拐点纬度 拐点经度 照片编号 地块属性 备注 石家庄市农业地方标准 小麦撂荒耕地遥感监测技术规程 DB1301/T 3852021 河北省标准化研究院编辑、校对 石家庄市工农路 368 号（0311-67501107） 网站：WWW.BZSB.INFO 2021年8月第一版 DB1301/T 3852021