[發明專利]一種基于遙感數據的農作物晚霜凍害的監測方法和裝置

有效

• 申請號: 201810110826.1
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108106676B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 王鵬新;劉麗娜;崔珍珍;潘佩珠;劉峻明
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01K13/00;G01W1/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明提供一種基于遙感數據的農作物晚霜凍害的監測方法和裝置，通過將監測區域網格化，對于每一網格點，一方面獲取農作物生長期內氣象站點的氣象數據，另一方面，提取農作物生長期內遙感數據中的氣象數據，并將兩方面的氣象數據進行數據同化，獲得同化后的氣象數據，并以同化后的氣象數據作為基礎，確定當日的農作物的生長量以確定農作物冠層的生物特征，根據農作物冠層的生物特征和當日的氣象數據確定當日的農作物冠層的氣溫數據，根據當日的農作物冠層的氣溫數據確定當日的晚霜凍害區域。從而在對晚霜凍害的監測過程中，將遙感數據和地面實時監控數據結合起來，克服了僅依靠地面實時監控數據中存在的缺點，提高了晚霜凍害的監測精度。

技術領域

本發明涉及農作物監控技術領域，更具體地，涉及一種基于遙感數據的農作物晚霜凍害的監測方法和裝置。

背景技術

糧食安全關系到國計民生，關乎國家經濟的可持續發展和社會的穩定。晚霜凍害是我國農業氣象災害之一，一般發生在農作物拔節后。例如冬小麥是我國主要糧食作物之一，在北方廣泛種植；在北方小麥區幾乎每年都有不同程度地發生晚霜凍害，尤其是黃淮麥區受災區域達45％，給農業生產造成較大影響；因此農作物晚霜凍害的實時監測對災后補救、凍害程度評估和產量預測具有重要意義。

農作物冠層氣溫與晚霜凍害的發生密切相關，而冠層的氣溫受太陽輻射、湍流交換、風速等的影響而頻繁變化，在單點和區域尺度上觀測和了解其動態變化均具有一定難度。近些年隨著對農作物生態系統和農作物生理生態基礎理論的深入研究，發現可以通過綜合考慮農田作物生態系統和水熱運移過程之間相互作用的數值模型實現對作物生長過程和農田小氣候要素的模擬，通過模擬的結果來判斷晚霜凍害區域。

現有的數值模型往往需要上墊面氣象要素作為模擬的基礎，上墊面氣象要素的傳統獲取方法為由各氣象站點處提供，但這存在氣象站點處數量有限、氣象數據不足以完全代表整個區域氣象變化特征、以及氣象站點處多設置于城市邊緣或者郊區空地上，與農田小氣候環境尤其是氣溫差異較大等缺陷，不能充分體現近地表氣象環境的非均勻性空間變化信息。雖然空間插值方法可以實現區域內氣象要素如氣溫、太陽輻射量、水汽壓、平均風速、降水量、露點溫度等的面上數據的獲取，但運用空間插值方法估算獲取的氣溫數據由于受到地形、樣點密度等的影響，誤差較大。

發明內容

為了克服上述問題或者至少部分地解決上述問題，本發明提供一種基于遙感數據的農作物晚霜凍害的監測方法和裝置。

根據本發明的一個方面，提供一種基于遙感數據的農作物晚霜凍害的監測方法，包括：將監測區域網格化，獲取每一網格點的氣象數據集合，氣象數據集合由農作物的生長期內每日的第一最高氣溫、第一最低氣溫、太陽輻射量、水汽壓、平均風速、降水量和露點溫度所組成；基于遙感數據獲取每一網格點在預設高度處的氣溫數據集合，氣溫數據集合由在預設高度處的生長期內每日的第二最高氣溫和第二最低氣溫所組成；將第一最高氣溫和第二最高氣溫進行數據同化，獲取第三最高氣溫，將第一最低氣溫和第二最低氣溫進行數據同化，獲取第三最低氣溫，并將第三最高氣溫和第三最低氣溫分別替換第一最高氣溫和第一最低氣溫，以優化每一網格點的氣象數據集合；根據優化后的每一網格點的氣象數據集合，確定每一網格點截止到當日的農作物的生長量；根據每一網格點當日的第三最高氣溫、第三最低氣溫、太陽輻射量、平均風速、降水量、露點溫度和每一網格點截止到當日的農作物的生長量，確定每一網格點當日在農作物冠層處的氣溫數據，根據每一網格點當日在農作物冠層處的氣溫數據確定當日的晚霜凍害區域。

本發明的另一方面，提供一種基于遙感數據的農作物晚霜凍害的監測裝置，包括：至少一個處理器；以及與處理器通信連接的至少一個存儲器，其中：存儲器存儲有可被處理器執行的程序指令，處理器調用程序指令以執行上述的方法。

本發明的又一方面，提供一種計算機程序產品，該計算機程序產品包括存儲在非暫態計算機可讀存儲介質上的計算機程序，該計算機程序包括程序指令，當該程序指令被計算機執行時，使計算機執行上述的方法。