全球变化研究国家重大科学研究计划(2010CB951504)
- 作品数：11 被引量：210H指数：8
- 相关作者：吴文斌周清波夏天周勇杨鹏更多>>
- 相关机构：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所华中师范大学中南大学更多>>
- 发文基金：全球变化研究国家重大科学研究计划国家自然科学基金中央级公益性科研院所基本科研业务费专项更多>>
- 相关领域：农业科学经济管理自动化与计算机技术天文地球更多>>
- 基于遥感信息与作物模型集合卡尔曼滤波同化的区域冬小麦产量预测被引量：51
- 2012年
- 区域作物产量预测是国家粮食安全评估的重要内容。遥感虽能获取大面积地表信息,却难以反映作物生长发育的内在过程。作物生长模型已经在单点尺度能成功模拟作物的生长发育过程,但是区域尺度作物关键参数的获取仍很困难。遥感信息与作物模型结合的数据同化已经成为区域产量预测的最有效途径。该文选择河北省衡水地区冬小麦为研究对象,在WOFOST模型标定与区域化的基础上,利用WOFOST模型描述冬小麦生育期内叶面积指数(LAI)变化规律。针对MODIS数据的混合像元造成反演的LAI产品偏低的系统误差,利用实测LAI样本点融合MODIS-LAI趋势信息修正MODIS-LAI数据产品。采用集合卡尔曼(EnKF)算法同化冬小麦返青到抽穗期的MODIS-LAI与WOFOST模拟的LAI以获得时间序列最优的LAI,并以此重新驱动WOFOST模型估算区域冬小麦产量。结果表明,EnKF同化后的冬小麦产量比未同化的产量预测精度有显著提高,与县平均统计产量相比,在潜在模式下,决定系数由0.13提高到0.38,均方根误差由2480下降到880kg/hm2。研究表明,遥感信息与作物模型的EnKF同化是1种有效的作物产量预测方法,并在区域尺度应用上具有广阔的应用潜力。该研究可为区域尺度的作物估产提供参考。
- 黄健熙武思杰刘兴权马冠南马鸿元吴文斌邹金秋
- 关键词：遥感数据转换数据同化
- 区域粮食安全预警研究被引量：5
- 2012年
- 粮食安全不仅是实现国家国民经济高速发展的基本条件,也是促进社会稳定和谐的重要保障,同时还是确保国家安全的战略举措。本文在综合考虑自然、社会和经济等因素基础上,从粮食供给和粮食消费两个角度,提出了粮食产量变化率和粮食安全指数两个模型,以此来判断衡量一个区域的粮食安全状况。利用该框架体系,对山东省济南市长清区的粮食安全状况进行了评估。建立区域粮食安全预警系统,进行粮食安全信息进行预警预报,对各级部门的政策制定,确保区域粮食安全具有重要的意义。
- 夏天周勇
- 关键词：粮食安全预警
- 基于高光谱遥感和HJ-1卫星的冬小麦SPAD反演研究被引量：11
- 2013年
- 冬小麦SPAD(Soil and Plant Analyzer Development)是评价其健康状况的重要农学参数,传统监测方法效率较低,旨在将田间监测和遥感技术相结合,探讨我国江汉平原地区冬小麦SPAD的遥感监测方法。研究选取湖北省潜江市后湖管理区为研究区域,利用ASD Fieldspec 3地物光谱仪和SPAD-502叶绿素仪在田间采集冬小麦冠层光谱和叶片SPAD,选取4种植被指数与叶片SPAD进行回归分析并构建预测模型。经模型精度检验,NDVI较适合对该地区冬小麦SPAD反演。然后将NDVI-SPAD反演模型与HJ-1卫星影像相结合,进行研究区域的冬小麦SPAD反演,通过比较HJ-1卫星影像反演SPAD与田间实测值,经分析均方根误差(RMSE)为6.32。结果表明,利用NDVI植被指数模型能够较好进行研究区内冬小麦SPAD反演。实现了从地面监测到卫星遥感不同尺度的冬小麦SPAD反演,为大面积冬小麦SPAD监测提供技术和方法。
- 夏天周勇周清波吴文斌
- 关键词：冬小麦SPAD反演
- 家庭属性对农户选择种植作物的影响机制——以黑龙江省宾县为例被引量：11
- 2013年
- 【目的】微观层面的农户作物选择行为过程及其机制研究对于农业或农村政策的制定和调整具有重要意义,也是目前国内外学者广泛关注的热点问题。本文利用农户调查数据,重点分析研究农户自身的家庭属性对其作物选择和作物种植更替的影响。【方法】以中国东北地区具有典型代表性、黑龙江省的宾县为研究区域,通过实地农户调查,获取了384户农户调查数据;将调查数据进行标准化处理后导入SPSS统计分析系统,利用单变量多因素方差分析法解析农户家庭属性对选择种植水稻、小麦、玉米、大豆及其它经济作物等五类作物的影响。【结果】总的来说农户的年龄、教育程度、家庭劳动力数量、家庭人数和承包耕地类型条件等家庭属性因素对农户选择种植作物具有重要影响;年龄相对越大并且家庭劳动力较少的农户更趋向选择种植玉米,劳动力较多的农户更愿意选择种植大豆,当地种植小麦可能会对农户家庭收入有负面影响,传统的农民在耕地条件合适更加愿意选择种植水稻,家庭总人口多、劳动力丰富并且有文化的农户更加愿意选择种植经济作物。【结论】农作物实际种植过程中农户受到种植作物的工时量、种植作物所需农业知识水平、种植环境要求或资金投入产出比等各种因素影响,这些因素直接导致农户家庭属性中相应的属性因素对农户选择行为的影响。
- 夏天吴文斌唐华俊周清波杨鹏李正国刘珍环余强毅
- 关键词：多因素方差分析
- 基于农户行为的农作物空间格局变化模拟模型架构被引量：10
- 2013年
- 【目的】农作物空间格局是农业土地系统中景观功能层面的核心特征之一,农作物空间格局变化较土地利用与覆被变化更为频繁,但并不易于监测与分析。本文拟提出一个基于农户(Agent)作物选择行为的农作物空间格局动态变化模拟模型(CroPaDy)的构建方案。【方法】参考Agent农业土地变化模型的建模思路,按照"ODD标准化建模程序"和"一般性的模型计算化设计框架"进行模型的概念化设计与计算化设计。【结果】概念化设计方面,将模型设计成一个闭合的环路(驱动因素分析—决策过程分析—行为结果分析)。其中,驱动因素分析影响农户决策的内/外部因素,而非传统的自然/社会经济因素。模型模拟步长为一年,状态变量每年更新,并将行为结果作为反馈从而更新内/外部影响因素,由此体现农作物空间格局变化的动态过程。计算化设计方面,将模型设计成3个既相互独立又紧密联系的子模块,分别是:Agent生成模块、Agent简化与分类模块以及Agent决策分析模块。模型计算化设计过程应用蒙特卡洛以及效用函数等常见方法,此外,尝试使用因子分析方法对Agent进行分类与简化。【结论】经检验,CroPaDy模型充分考虑了自然环境与人类社会的交互作用,能够用以表达特定区域内的农作物空间格局及其动态变化过程。
- 余强毅吴文斌唐华俊杨鹏李正国夏天刘珍环周清波
- 基于高光谱的冬小麦叶面积指数估算方法被引量：28
- 2012年
- 【目的】冬小麦叶面积指数是评价其长势和预测产量的重要农学参数,高光谱技术监测叶面积指数的方法能够实现快速无损的监测管理。本文旨在将田间监测和高光谱遥感相结合,探索研究中国南方江汉平原地区冬小麦的最佳波段、光谱参数及监测模型。【方法】研究选取江汉平原的湖北省潜江市后湖管理区,利用ASD地物光谱仪和SunScan冠层分析系统在田间对冬小麦的冠层光谱及叶面积指数的变化进行监测,并探讨高光谱植被指数与冬小麦叶面积指数之间的定量关系。通过相关性分析、回归分析等方法构建6种植被指数与冬小麦叶面积指数的反演模型。【结果】冬小麦冠层光谱反射率中近红外波段870 nm,红光波谷670 nm,绿光波峰550 nm,蓝光450 nm波段对叶面积指数变化最为敏感,通过构建植被指数与叶面积指数模型,相关性均较好,决定系数(R2)为0.675—0.757,其中NDVI反演模型的R2最高为0.757。【结论】经模型精度检验,NDVI植被指数反演模型的精度较其它模型好,较适合对研究样区的冬小麦进行叶面积指数反演。
- 夏天吴文斌周清波周勇于雷
- 关键词：冬小麦叶面积指数
- 气候变化对我国粮食安全的均衡分析被引量：9
- 2016年
- 文章基于一般均衡模型构建了A2与B2两种气候变化情景下我国未来社会发展状况,以叶立明等人的研究成果(2030年与2050年我国三大粮食单产变化)作为政策冲击要件,模拟并分析了2030年与2050年我国粮食供给与需求状况。研究结果表明:A2与B2两种气候变化政策情景下的粮食供给与需求存在较大差异,但中低排放情景下的B2气候变化政策情景对我国粮食供需平衡更为有利;针对分品种粮食供需不平衡的状况,该文认为可以从调整种植结构的角度来改善;尽管政策情景下未来粮食供求较为乐观,但影响粮食安全的社会因素较多,保障粮食安全切不可掉以轻心。
- 黄德林李喜明李新兴
- 关键词：一般均衡模型气候变化粮食安全
- 榆林地区1970-2010年气候因子变化特征分析被引量：29
- 2012年
- 榆林位于陕西省黄土高原和内蒙古毛乌素沙地的交接地带,是我国北方农牧交错带的典型地区,地理环境复杂多样,致使该地区生态环境比较敏感,极易受到气候变化和人类活动的影响和干扰。为探讨榆林地区气候变化的发展趋势和特征,基于1970-2010年气象资料,对榆林地区5个气象指标(平均最低气温、平均最高气温、平均气温、降水量和太阳辐射)进行空间插值,进而分析了各指标的季节和年际变化特征,即趋势变化、周期性变化、突变特征。结果表明,榆林地区气温呈现上升的趋势,春季和冬季的气温增幅对全年的增温贡献较大;降水量波动变化较大,夏季降水量减少比其他季节明显。20世纪80年代的降水量较大,90年代前期和中期降水量减少,而90年代后期降水量出现了回升趋势;41 a来的太阳辐射呈现下降的趋势,夏季太阳辐射的减少对全年太阳辐射的减少贡献较大。5个气象指标的周期性变化在大时间尺度上(如25～32 a)变化比较稳定,在小时间尺度上差异比较明显;降水量和平均最低气温在三类时间尺度(如5～15 a、15～25 a和25～30 a)上的周期比较明显。另外,除春季降水量外,其他季节的气象因子在1970-2010年期间变化频率有增加、时间间隔减少的趋势,说明最近10～20 a榆林地区气候变化比较活跃。对榆林地区气候变化特征进行分析,为进一步揭示气候变化下榆林地区农业生产系统的影响机理提供理论基础,为当地政府制定农业生产政策提供决策支持。
- 杨强覃志豪王涛王倩倩
- 关键词：太阳辐射年际变化小波分析
- 不同地域冬小麦叶片SPAD高光谱估算研究被引量：7
- 2014年
- 叶绿素(SPAD)是重要的植被生物参量。针对传统的SPAD监测方法效率低的问题,该研究探讨了利用高光谱遥感技术构建SPAD估算模型,实现大范围的冬小麦叶绿素快速无损检测和预测。首先,选取我国江汉平原的湖北省潜江市后湖管理区和黄淮海平原的山东省济南市长清区作为研究区域,分别采集冬小麦生育期的冠层反射光谱和倒二叶片SPAD数据。方差分析发现,两个地区冬小麦SPAD在各生育期存在显著差异。之后,选取和计算RVI、DVI、NDVI和GRVI四种植被指数,利用回归模型建立了不同地区的冬小麦叶片SPAD测算模型。模型精度检验表明,NDVI估算模型对两个样区的冬小麦叶片SPAD的总体估算效果较好,满足精度要求,可以应用于大区域的SPAD遥感估测。该研究结果可以为不同区域大面积的作物SPAD遥感监测提供技术和方法。
- 夏天吴文斌周清波陈仲新周勇
- 关键词：冬小麦SPAD反演模型
- 基于HJ-1卫星的冬小麦叶片SPAD遥感监测研究被引量：8
- 2012年
- SPAD能够反映植株叶绿素含量,而植株叶绿素的含量及动态变化,对评价作物生产能力、预测产量和品质均有重要意义。该研究以湖北省潜江市后湖管理区冬小麦为研究对象,通过田间观测不同生育期冬小麦叶片SPAD变化情况,结合我国自主研发的HJ-1卫星对研究区域进行同步监测,选取并计算RVI、DVI、NDVI、GRVI四种植被指数,通过对4种植被指数与冬小麦叶片SPAD进行相关性分析,并构建植被指数与冬小麦叶片SPAD回归反演模型,结果显示相关性均较高。通过对比四种植被指数模型反演精度,NDVI-SPAD对数模型预测精度较高,精度检验表明平均相对误差为-2.34,均方根误差(RMSE)为5.65,能够较好的反演研究区域内的冬小麦SPAD。利用HJ-1卫星结合NDVI-SPAD对数模型能够有效对研究区域冬小麦叶片SPAD进行遥感监测。
- 夏天周清波陈仲新周勇于雷
- 关键词：HJ-1卫星冬小麦SPAD
