[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

技術領域

本發明屬于農業領域，涉及一種作物施肥方法，具體涉及一種基于作物長勢遙感監測信息的施肥決策方法。

背景技術

肥料作為作物的“糧食”，一直在我國作物增產和農民增收中發揮著重要作用，在農業生產中，肥料對作物產量提高的貢獻率達到40%以上，我國十分重視化肥的生產和施用，在當前種植業投入中，農民大約花費一半投入用于購買肥料，目前已經成為世界化肥生產和消費的第一大國，占世界總消費量的30%。

長期以來，為單純追求作物的單產提高和總產增加，我國化肥濫施現象嚴重。盲目施肥導致作物產量品質降低，施肥效益下降，耕地質量退化，作物病蟲害普遍發生，大量氮、磷流失造成農業水源污染加劇，部分地區水體富營養化進程加快，生態環境惡化，給農業生產帶來不可估量的損失。在當前作物產量水平較高和化肥用量日趨增多的情況下，確定經濟最佳施肥量尤其重要，如何經濟合理施肥，提高肥料的經濟效益，已成為當前農業生產中迫切需要解決的問題。

測土配方施肥技術正是在這種背景中發展起來的，測土配方施肥以土壤測試和肥料田間試驗為基礎，根據作物需肥規律、土壤供肥性能和肥料效應，在合理施用有機肥料的基礎上，提出氮、磷、鉀及中、微量元素等肥料的施用數量、施用時期和施用方法。其核心是調節作物需肥與土壤供肥之間的矛盾，有針對性的補充作物所需的營養元素，滿足作物需求。

目前，通用的測土配方施肥的方法有三類，包括地力分區（級）配方法，目標產量配方法以及效應函數法。其中，地力分區（級）配方法按土壤肥力高低分成若干等級，將肥力均等的區域作為一個配方區，根據該區域土壤養分測試結果及田間試驗結果，估算出整個配方區內比較適宜的肥料種類及其施肥量。目標產量配方法是根據作物產量的構成，由土壤和肥料兩個方面供給養分的原理來計算施肥量。目前通用的有養分平衡閥和地力差減法兩種方法。效應函數配方法是通過簡單的對比試驗或應用肥料用量試驗，進行多點田間試驗，從而選出最優處理，確定肥料的施用量；主要由以下三種方法，肥料效應函數法，養分豐缺指標法和氮磷鉀比例法。

在實際應用中，地力分區（級）配方法由于針對性強，提出的用量和措施接近農戶的經驗，因此易于被農戶接受，是土壤配方施肥方法中推廣范圍最廣泛的；在實際應用中，測土配方施肥的原則是：一戶、一田、一測、一配、一施的原則。稱五個一原則，即測誰家的農田、就給誰家配方，用配方，去指導誰家施肥。正常生產中，常把一屯或一組耕地，根據地形、地貌、土質等情況分為幾塊，分別進行測土，然后再給農戶配方、施肥。

與傳統的經驗施肥相比，測土配方施肥根據土壤供肥能力，作物營養需取，肥料效應函數，確定需要通過施肥補充的元素種類及數量，通過合理施肥，提高了作物產量，減少環境污染，取得了一定的成績。然而，無論是地力分區（級）配方法、目標產量配方法還是效應函數法，都以土壤測試和肥料田間試驗為基礎。

我國農田比較分散，在當前經濟條件下，大范圍逐田塊進行土壤養分取樣測試需要耗費大量的人力物力，因此，實際推廣中往往對一村一組的耕地選擇性測試幾個土壤養分數據，用以代表一村一組耕地的肥力水平，對于單個田塊一般只取一個樣，因而無法掌握所有地塊之間以及地塊內部土壤養分的信息；此外，由于一年的土壤養分測試數據多年使用，忽略了土壤養分年季間的變化；也會造成測土配方施肥中最后一公里上的誤差與浪費，無法真正做到施肥的有的放矢。綜上可見，單純依賴人工調查數據開展區域施肥決策，存在工作量大、自動化程度低、時效性差等缺點，現代農業管理迫切需要科技部門能夠拿出農戶能接收的、可操作性強的具體實施方案，使得測土配方施肥實現大面積推廣、真正獲得應有的效果。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于針對目前測土配方施肥、特別是地力分區（級）配方施肥工作中存在的時效性不強、區（級）內不同田塊施肥決策無差別的問題，利用衛星遙感影像數據，提取作物關鍵生育期長勢信息，挖掘遙感影像像元級別作物長勢差異信息，提出一種基于作物長勢遙感監測信息的施肥決策的方法，在區、縣、省、市等較大尺度上，實現快速、準確、實時的作物施肥決策。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

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；