【摘要】：糧食總產(chǎn)是作物單產(chǎn)、耕地面積和復(fù)種次數(shù)的函數(shù)。由于作物單產(chǎn)提升空間有限且耕地面積難以擴張,在已有耕地基礎(chǔ)上通過增加復(fù)種次數(shù)來縮小復(fù)種差成為提升耕地潛力和糧食產(chǎn)量的關(guān)鍵。而復(fù)種差的縮小又與作物種植情況息息相關(guān)。因此,從種植頻率、作物生育期長度的視角,考慮不同分辨率對復(fù)種觀測的差異,評估不同作物生育期長度對復(fù)種差及其利用的影響,為提高耕地集約利用、保障國家糧食安全提供科學(xué)依據(jù)。本研究以我國糧食生產(chǎn)核心縣——江西省進賢縣為研究區(qū)域,以該區(qū)域典型的復(fù)種模式為研究對象,以2015年MODIS產(chǎn)品、GF-1/WFV(簡稱GF)影像、農(nóng)業(yè)統(tǒng)計資料等為主要研究數(shù)據(jù),探討耕地復(fù)種的提升潛力。首先進行復(fù)種強度估算,基于三個不同時空分辨率的NDVI數(shù)據(jù)集(MODIS、GF、GF-MOIDS)采用二次差分法分別提取實際復(fù)種頻率,并探究時間分辨率和空間分辨率對復(fù)種頻率觀測帶來的不確定性;其次進行復(fù)種潛力提升,基于精度最高的GF-MODIS數(shù)據(jù)集采用動態(tài)閾值法提取作物的生育期長度,計算耕地剩余的生育期長度,并利用四種不同生育期長度的作物(不考慮生育期長度的一般作物、生育期長度為60天的作物、生育期長度為90天的作物、已種植的最短生育期長度的作物)分別對其進行填充,探究作物種植方式和生育期長度對復(fù)種潛力提升的影響。論文取得的主要研究結(jié)論如下:(1)基于STARFM模型得到的融合影像與其對應(yīng)的真實影像的相關(guān)系數(shù)大部分達到了0.7以上,融合效果總體良好。初始輸入的高空間分辨率影像數(shù)量較多且時間間隔較為均勻,這有助于總體融合精度的提升。融合影像不僅能體現(xiàn)MODIS影像的時間序列變化優(yōu)勢,還能體現(xiàn)GF影像的空間細節(jié)分布優(yōu)勢,說明基于該模型獲得的高時空分辨率融合影像既可以對粗時間分辨率影像缺失的時間序列信息進行有效補充,又可以對粗空間分辨率影像缺少的空間細節(jié)信息進行有效細化。(2)在MODIS、GF和GF-MODIS的復(fù)種頻率觀測結(jié)果中,GF-MODIS的結(jié)果最好,其不但空間精度最高,而且與區(qū)域的總體比較值最為接近。三個尺度下的一年一熟在研究區(qū)域都占主導(dǎo),一熟在MODIS、GF和GF-MODIS的觀測比例中是依次減少的,而二熟和三熟分別是依次增加的。這說明粗空間分辨率影像能觀測到區(qū)域最主要的種植制度,而高空間分辨率影像更能識別出區(qū)域中多熟的種植情況。(3)MODIS影像空間分辨率較粗,在空間異質(zhì)性較大的區(qū)域會出現(xiàn)明顯的混合像元現(xiàn)象。研究區(qū)域內(nèi)跨年輪作的制度、頻繁交叉的多熟、破碎細小的地塊,導(dǎo)致絕大部分MODIS像元的單一熟制對應(yīng)的GF-MODIS像元是混合熟制。這說明在農(nóng)業(yè)景觀極為復(fù)雜的中國南方地區(qū),較高的空間分辨率是觀測復(fù)種的首要條件。GF影像時間分辨率較粗,在關(guān)鍵生育期的信息極少。研究區(qū)域內(nèi)種植結(jié)構(gòu)復(fù)雜、云雨天氣頻繁、地表覆蓋多變,從而GF-MODIS影像能得到更精確的熟制。這說明在土地利用快速變化的中國南方地區(qū),較高的時間分辨率對于獲取多熟種植情況也十分重要。(4)研究區(qū)域的復(fù)種潛力都為三熟。當(dāng)不考慮填充作物生育期長度時,一熟像元的潛在復(fù)種差都是2,二熟像元的潛在復(fù)種差都是1,三熟像元的潛在復(fù)種差都是0。當(dāng)考慮耕地生育期長度時,即使是相同的熟制情況,不同像元的耕地剩余生育期長度卻是不一樣的,則用不同生育期長度的作物(生育期長度為60天的作物、生育期長度為90天的作物、已種植的最短生育期長度的作物)進行填充時,實際復(fù)種差大小必然有所差異,并且結(jié)合作物生育期長度的實際復(fù)種差大小會遠遠小于理論的潛在復(fù)種差大小。(5)在三種不同作物的填充方案下,一熟像元的復(fù)種差大小有顯著的差異,而二熟像元的復(fù)種差大小很類似,三熟像元的復(fù)種差大小完全相同。這說明實際復(fù)種差大小在很大程度上受填充作物的生育期長度的影響。此外,通過合理縮小復(fù)種差,農(nóng)民可以可持續(xù)地加強耕地利用集約化、高效地提升糧食產(chǎn)量,同時作物物候信息還可輔助作物分類。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第二章 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)處理的湖汊地和內(nèi)陸大片的平原、少量的崗地、零星的低丘，具有南方地區(qū)耕地地貌的代表性。因此，選擇進賢縣作為案例研究區(qū)，將有利于在多地貌環(huán)境下從一熟種植到三熟種植的復(fù)種頻率全覆蓋觀測。然而，進賢縣的實際種植現(xiàn)狀遠遠沒有達到種植潛力。一熟在進賢縣占主導(dǎo)，二熟也有集中分布，而三熟僅有零星分布(Xiang et al., 2019)�？梢姡h境內(nèi)分布著很大的復(fù)種差。因此，選擇進賢縣作為案例研究區(qū)，將有助于在多生育期長度作物填充方案下的復(fù)種差差異探究。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S127

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 黃明子;;X線CT的發(fā)展動向[J];上海生物醫(yī)學(xué)工程通訊;1987年04期

2 楊錚和;提高轉(zhuǎn)鏡分幅相機動態(tài)空間分辨率的一種途徑[J];高速攝影與光子學(xué);1989年02期

3 馮伯儒;;空間分辨率是機器視覺成功的關(guān)鍵[J];光電子學(xué)技術(shù);1989年04期

4 康國定;;增強專題成象掃描儀的全色攝影資料[J];遙感技術(shù)動態(tài);1989年02期

5 黃大同;;檢測X線透視空間分辨率的一種改進方法[J];醫(yī)學(xué)物理;1991年Z1期

6 黃大同;;X線透視空間分辨率檢測方法的改進[J];廣州醫(yī)學(xué)院學(xué)報;1990年04期

7 張中偉;;磁共振圖像特征及其對比機制(三):空間分辨率[J];影像診斷與介入放射學(xué);2017年06期

8 黃大同，魏獻忠，，梁偉堅;SPECT成像空間分辨率的測量與評價[J];中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志;1996年01期

9 曹鑫;陳學(xué)泓;張委偉;廖安平;陳利軍;陳志剛;陳晉;;全球30m空間分辨率耕地遙感制圖研究[J];中國科學(xué):地球科學(xué);2016年11期

10 郝鵬威,朱重光;對不同分辨率圖象進行空間分辨率改善的頻域方法[J];中國圖象圖形學(xué)報;1998年05期

相關(guān)會議論文 前10條

1 黃大同;魏獻忠;梁偉堅;;SPECT成像空間分辨率的測量與評價[A];中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會醫(yī)學(xué)物理分會第十次學(xué)術(shù)年會、中華醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會第一次醫(yī)療設(shè)備科學(xué)管理研討會論文集[C];1998年

2 關(guān)澤群;劉曉青;;不同空間分辨率圖像匹配[A];第四屆“測繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇”論文精選[C];2012年

3 劉景鑫;李向東;;CR空間分辨率檢測及分析[A];中華醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會第七次學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

4 陳惟昌;張朝宗;王自強;邱紅霞;;顯微CT(μ-CT)-醫(yī)學(xué)CT未來的發(fā)展方向[A];面向21世紀的科技進步與社會經(jīng)濟發(fā)展（下冊）[C];1999年

5 夏留根;黨東妮;;熱像儀空間分辨率主客觀評價關(guān)系的探討[A];第九屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2001年

6 張朋;朱溢佞;;X射線顯微CT研發(fā)與應(yīng)用[A];第十四屆中國體視學(xué)與圖像分析學(xué)術(shù)會議論文集[C];2015年

7 卓靜;李登科;鄧鳳東;;EOS/MODIS不同空間分辨率遙感圖像融合方法研究[A];陜西省氣象學(xué)會2006年學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2006年

8 姚宗勇;Andrew Godfrey;劉偉;劉慶;;EBSD技術(shù)的空間分辨率測量及影響因素[A];2005年全國計算材料、模擬與圖像分析學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

9 李欣;鄭冰;張海燕;;差頻掃描電機電源的實現(xiàn)方案[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會文集[C];2000年

10 潘楊;金曉霞;高雄偉;;關(guān)于改善CT圖像質(zhì)量探討[A];2003年全國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2003年

相關(guān)重要報紙文章 前6條

1 記者 張建列 通訊員 馮春;空間分辨率高達320納米[N];廣東科技報;2014年

2 青島日報、青島觀、青報網(wǎng)記者 張華 通訊員 林澤磊;空間分辨率到街道 時間分辨率到小時[N];青島日報;2016年

3 記者 韓曉玲 通訊員 周前進;癌癥早期診治取得重大突破[N];湖北日報;2012年

4 記者 劉志偉 通訊員 王瀟瀟;世界首臺“全數(shù)字PET”在武漢問世[N];科技日報;2016年

5 記者 海冰 通訊員 王瀟瀟;首臺人體臨床全數(shù)字PET在漢問世[N];湖北日報;2016年

6 寧津生 陳軍 晁定波;從空中觀察地球[N];中國測繪報;2002年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 Sanogo Diakaridia;基于雙峰譜長距離BOTDA的厘米量級熱點探測技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

2 吳瓊;提升被動微波遙感器空間分辨率的理論及方法研究[D];中國科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心）;2011年

3 賴睿;提高星載紅外成像系統(tǒng)空間分辨率的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2007年

4 張靖;數(shù)字波束形成微波輻射計性能分析及誤差校正方法研究[D];華中科技大學(xué);2010年

5 劉麗玲;星載掃描微波散射計方位向高分辨率處理方法研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心);2017年

6 李爽;融合方法及空間分辨率比率對遙感影像融合結(jié)果影響的研究[D];武漢大學(xué);2010年

7 盧濤;光聲技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)成像中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];天津大學(xué);2007年

8 高源;平面復(fù)眼空間分辨率增強技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）;2015年

9 楊顥;基于游標陽極的光子計數(shù)探測器研究[D];中國科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機械研究所）;2012年

10 丁振揚;幾種改進OFDR性能方法的提出及驗證[D];天津大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 項銘濤;耕地復(fù)種提升潛力研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2019年

2 張正濤;不同空間分辨率及算法選擇對SWIM水文模型模擬的影響[D];安徽師范大學(xué);2015年

3 汪玫村;CE-1高光譜圖像的空間分辨率增強技術(shù)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

4 王潔;碼率型轉(zhuǎn)碼輔助的壓縮視頻空間分辨率轉(zhuǎn)換方法[D];華中科技大學(xué);2011年

5 劉旭;近場聲全息空間分辨率增強算法及應(yīng)用研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

6 徐杰;提高星載成像傳感器空間分辨率的方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

7 劉惠中;空間分辨率可變視覺系統(tǒng)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2005年

8 馮東;雙站前視FOPEN SAR成像技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

9 黃青霞;不同融合方法及空間分辨率對遙感影像融合質(zhì)量影響的研究[D];昆明理工大學(xué);2013年

10 龐慶非;基于移動變窗口的地表溫度空間分辨率提升模型[D];電子科技大學(xué);2013年

本文編號：2647986