一种基于作物长势遥感监测信息的施肥决策方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102982486A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102982486A(43)申请公布日2013.03.20(21)申请号201210457755.5(22)申请日2012.11.14(71)申请人北京农业信息技术研究中心地址100097北京市海淀区曙光花园中路11号农科大厦A座318(72)发明人宋晓宇赵春江杨贵军常红徐新刚龙慧灵李伟国(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人王朋飞张庆敏(51)Int.Cl.G06Q50/02(2012.01)G06K9/62(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书77页页附图附图66页(54)发明名称一种基于作物长势遥感监测信息的施肥决策方法(57)摘要本发明将传统基于地力分区（级）的配方施肥技术与遥感技术、GIS技术集成，依据不同地块及地块内部作物长势差异情况，构建了一种基于作物长势遥感监测信息的施肥决策方法，充分发挥了遥感技术在作物长势监测中的优势，实现了面向农田地块的实时、快速、准确的施肥决策，提高了施肥决策的精度，降低了化肥使用的盲目性，为测土配方施肥技术在大范围内推广奠定了基础。CN1029846ACN102982486A权利要求书1/2页1.一种基于作物长势遥感监测信息的施肥决策方法，包括如下步骤：（1）目标作物分类提取；在目标作物生育期内，获取多时相卫星遥感影像数据，依据作物生长发育特点，结合获取的多时相卫星遥感影像数据，基于作物遥感影像光谱信息时间及空间变化特征，通过遥感影像处理软件实现计算机自动分类，提取目标作物，获得准确的目标作物空间分布格栅图；（2）提取地块单元边界信息；在遥感影像处理软件中将目标作物空间分布栅格图转换为多边形矢量图，该矢量图中包含所需地块单元边界信息；对该多边形矢量图的数据进行预处理，最终获得农田自然地块边界信息；（3）提取作物长势植被指数；选取作物施肥关键生育期作物的卫星遥感影像，依据卫星遥感影像数据特点，提取不同植被指数作为作物长势参数，形成作物长势植被指数图；（4）划分地块内部施肥决策单元；基于地块边界信息及作物长势植被参数信息，以地块内部作物长势遥感参数变异程度为标准对地块内部作物进行长势评价，采用面向对象尺度分割技术，进行地块内部作物长势信息的分割，依据植被指数值的大小，地块形状规则度，将农田地块内部作物分割为不同的长势单元，同时，获取不同长势单元边界信息并形成地块施肥决策单元分割图；（5）划分土壤肥力分区；依据土壤养分采样数据通过空间差值运算后对土壤肥力进行分区划分，形成肥力等级分区图；（6）计算像素单元施肥量；将研究区肥力等级分区图与作物长势植被指数图叠加，统计不同肥力分区内包含的像元个数，并计算不同肥力分区所有像元对应植被指数的均值；以不同肥力分区内像素单元为基本单位，以相应土壤肥力分区推荐施肥量中值为参考值，按照不同肥力分区内像素植被指数与该分区植被指数均值的比率计算每一肥力分区像素单元施肥量；（7）地块及地块内部施肥决策单元施肥量计算；在获取不同肥力分区对应像素单元施肥量数据后，利用农田地块和施肥决策单元边界矢量数据界定不同范围，在地块单元及施肥决策单元两个尺度上分别进行施肥量的计算FF，最终实现同一肥力区内不同长势地块及地块内部长势不同区域差别化施肥决策。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，所述的植被指数为NDVI、OSAVI或NRI。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，以地块内部作物长势遥感参数变异程度作为标准，当阈值χ<M时，该地块作物长势变异程度低，采用均一施肥方式；当阈值χ>M时，该地块作物长势变异程度过高，则进一步划分施肥单元。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤4中所述的M为样本均值与其标准差的比值百分量，所述阈值为10-20%。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤4中所述的M为样本均值与其标准差的比值百分量，所述阈值为15%。2CN102982486A权利要求书2/2页6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述土壤养分采样数据选择有机质、碱解氮、有效磷和速效钾作为评价因子。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的肥力分区依据土壤肥力综合指数划分，所述土壤肥力综合指数的计算公式为：I=∑Fi×Wi(i=1,2,3,……,n)式中：I代表地块养分综合指数，Fi=第i个指标评分值，Wi=第i个指标的权重；其中，有机质的权重为30%，碱解氮的权重为25%，有效磷的权重为25%，速效钾的权重为20%。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6中像素单元施肥量计算公式为：其中，PF为对应肥力分区像素单元施肥量，单位为公斤/亩；CF为对应肥力分区作物推荐施肥量