[發明專利]一種基于作物長勢遙感監測信息的施肥決策方法

有效

• 申請號: 201210457755.5
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN102982486A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 宋曉宇;趙春江;楊貴軍;常紅;徐新剛;龍慧靈;李偉國
• 申請（專利權）人: 北京農業信息技術研究中心
• 主分類號: G06Q50/02
• 分類號: G06Q50/02;G06K9/62
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛;張慶敏

1.一種基于作物長勢遙感監測信息的施肥決策方法，包括如下步驟：

（1）目標作物分類提取；

在目標作物生育期內，獲取多時相衛星遙感影像數據，依據作物生長發育特點，結合獲取的多時相衛星遙感影像數據，基于作物遙感影像光譜信息時間及空間變化特征，通過遙感影像處理軟件實現計算機自動分類，提取目標作物，獲得準確的目標作物空間分布格柵圖；

（2）提取地塊單元邊界信息；

在遙感影像處理軟件中將目標作物空間分布柵格圖轉換為多邊形矢量圖，該矢量圖中包含所需地塊單元邊界信息；對該多邊形矢量圖的數據進行預處理，最終獲得農田自然地塊邊界信息；

（3）提取作物長勢植被指數；

選取作物施肥關鍵生育期作物的衛星遙感影像，依據衛星遙感影像數據特點，提取不同植被指數作為作物長勢參數，形成作物長勢植被指數圖；

（4）劃分地塊內部施肥決策單元；

基于地塊邊界信息及作物長勢植被參數信息，以地塊內部作物長勢遙感參數變異程度為標準對地塊內部作物進行長勢評價，采用面向對象尺度分割技術，進行地塊內部作物長勢信息的分割，依據植被指數值的大小，地塊形狀規則度，將農田地塊內部作物分割為不同的長勢單元，同時，獲取不同長勢單元邊界信息并形成地塊施肥決策單元分割圖；

（5）劃分土壤肥力分區；

依據土壤養分采樣數據通過空間差值運算后對土壤肥力進行分區劃分，形成肥力等級分區圖；

（6）計算像素單元施肥量；

將研究區肥力等級分區圖與作物長勢植被指數圖疊加，統計不同肥力分區內包含的像元個數，并計算不同肥力分區所有像元對應植被指數的均值；以不同肥力分區內像素單元為基本單位，以相應土壤肥力分區推薦施肥量中值為參考值，按照不同肥力分區內像素植被指數與該分區植被指數均值的比率計算每一肥力分區像素單元施肥量；

（7）地塊及地塊內部施肥決策單元施肥量計算；

在獲取不同肥力分區對應像素單元施肥量數據后，利用農田地塊和施肥決策單元邊界矢量數據界定不同范圍，在地塊單元及施肥決策單元兩個尺度上分別進行施肥量的計算F_F，最終實現同一肥力區內不同長勢地塊及地塊內部長勢不同區域差別化施肥決策。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中，所述的植被指數為NDVI、OSAVI或NRI。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中，以地塊內部作物長勢遙感參數變異程度作為標準，當閾值χ<M時，該地塊作物長勢變異程度低，采用均一施肥方式；當閾值χ>M時，該地塊作物長勢變異程度過高，則進一步劃分施肥單元。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟4中所述的M為樣本均值與其標準差的比值百分量，所述閾值為10-20%。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟4中所述的M為樣本均值與其標準差的比值百分量，所述閾值為15%。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述土壤養分采樣數據選擇有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀作為評價因子。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述的肥力分區依據土壤肥力綜合指數劃分，所述土壤肥力綜合指數的計算公式為：

I=∑Fi×Wi(i=1,2,3,……,n)

式中：I代表地塊養分綜合指數，Fi=第i個指標評分值，Wi=第i個指標的權重；其中，有機質的權重為30%，堿解氮的權重為25%，有效磷的權重為25%，速效鉀的權重為20%。