ICS 65.020.01 B 01 DB37 山 东 省 地 方 标 准 DB37/T 4138—2020 花生生长参数卫星遥感监测技术方法 Method of monitoring peanut growth parameters with satellite remote sensing 2020 - 09 - 25 发布 山东省市场监督管理局 2020 - 10 - 25 实施 发 布 DB37/T 4138—2020 目 次 前言 ................................................................................ II 1 范围 .............................................................................. 1 2 规范性引用文件 .................................................................... 1 3 术语和定义 ........................................................................ 1 4 监测流程 .......................................................................... 1 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 5 影像准备 ...................................................................... 影像预处理 .................................................................... 花生种植分布图绘制 ............................................................ 生成无云覆盖的花生种植区反射率遥感影像 ........................................ 花生生长参数计算 .............................................................. 1 1 1 2 2 监测产品制作 ...................................................................... 2 附录 A（资料性附录） 常用的中高空间分辨率星载传感器及其通道参数 ...................... 3 附录 B（资料性附录） 卫星数据预处理 .................................................. 4 附录 C（资料性附录） 花生生长参数卫星遥感监测模型 .................................... 5 附录 D（资料性附录） 花生生长参数卫星遥感监测产品模板 ................................ 8 I DB37/T 4138—2020 前 言 本标准按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。 本标准由山东省农业农村厅提出并组织实施。 本标准由山东省农业标准化委员会归口。 本标准起草单位：山东省农业可持续发展研究所、农业农村部华东都市农业重点实验室、中国农业 科学院农业资源与农业区划研究所、临沭县农业农村局、邹城市农业农村局、潍坊市农业农村技术推广 中心。 本标准主要起草人：隋学艳、卢艳丽、张剑、杭中桥、李学涛、梁守真、王猛、王勇、侯学会。 II DB37/T 4138—2020 花生生长参数卫星遥感监测技术方法 1 范围 本标准从卫星遥感影像准备、影像预处理、生长参数计算、监测产品制作等方面规定了基于卫星遥 感影像监测花生生长参数的方法。 本标准适用于花生全生育期株高、地上干生物量、植株含水量、叶绿素密度、叶片钾含量5项生长 参数的卫星遥感监测。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 15968 遥感影像平面图制作规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 叶绿素密度 chlorophyll density 单位面积叶片叶绿素含量。 2 注：单位为mg/cm 。 3.2 叶片钾含量 leaf potassium content % 叶片钾素总量占叶片质量的百分比。 4 监测流程 4.1 影像准备 从卫星数据共享平台获取最新、空间分辨率最高、云覆盖度最低的卫星影像数据，常用的中高空间 分辨率星载传感器及其通道参数参见附录A。 4.2 影像预处理 获取的卫星数据应进行辐射定标、大气校正、几何精校正、投影变换、云检测等预处理。数据预处 理要求见附录B。 4.3 花生种植分布图绘制 1 DB37/T 4138—2020 利用植被指数序列，结合种植制度，绘制花生种植分布图。 4.4 生成无云覆盖的花生种植区反射率遥感影像 进行花生种植区裁剪、云区掩膜，得到无云覆盖花生种植区反射率遥感影像。 4.5 花生生长参数计算 在遥感影像处理软件中，对4.4无云覆盖的花生种植区反射率遥感影像，利用已经建立的基于反射 率的生长参数反演模型，计算株高、地上干生物量、植株含水量、叶绿素密度、叶片钾含量5项花生生 长参数。生长参数模型参见附录C。 5 监测产品制作 花生生长参数监测产品可采用文字信息、专题图和统计表格等形式表示。文字信息为描述卫星遥感 提取有关信息，宜包括时间、范围、卫星及传感器、监测指标等。专题图应包括图名、图例、比例尺、 花生生长参数分布信息以及行政区域边界线。图廓整饰内容应按GB 15968执行。统计表格应包括统计区 地名、统计数目等信息。花生生长参数卫星遥感监测产品模版参见附录D。 2 DB37/T 4138—2020 AA 附 录 A （资料性附录） 常用的中高空间分辨率星载传感器及其通道参数 表A.1给出了常用的中高空间分辨率星载传感器通道参数。 表A.1 常用的中高空间分辨率星载仪器通道参数 卫星 GF—1 HJ—1A/B ZY—1 02C ZY—3 SJ—9A Landsat 传感器 波段 波段范围 μm 星下点分辨率 波段描述 m WFV1 1 0.450～0.520 蓝光（Blue） 16 WFV2 2 0.520～0.590 绿光（Green） 16 WFV3 3 0.630～0.690 红光（Red） 16 WFV4 4 0.770～0.890 近红外（Near infrared） 16 1 0.430～0.520 蓝光（Blue） 30 CCD1 2 0.520～0.600 绿光（Green） 30 CCD2 3 0.630～0.690 红光（Red） 30 4 0.760～0.900 近红外（Near infrared） 30 2 0.52～0.59 绿光（Green） 10 3 0.63～0.69 红光（Red） 10 4 0.77～0.89 近红外（Near infrared） 10 1 0.450～0.520 蓝光（Blue） 6 2 0.520～0.590 绿光（Green） 6 3 0.630～0.690 红光（Red） 6 4 0.770～0.890 近红外（Near infrared） 6 2 0.450～0.520 蓝光（Blue） 10 3 0.520～0.590 绿光（Green） 10 4 0.630～0.690 红光（Red） 10 5 0.770～0.890 近红外（Near infrared） 10 2 0.450～0.515 蓝光（Blue） 30 3 0.525～0.600 绿光（Green） 30 4 0.630～0.680 红光（Red） 30 5 0.854～0.885 近红外（Near infrared） 30 MS 多光谱相机 多光谱相机 OLI 3 DB37/T 4138—2020 BB 附 录 B （资料性附录） 卫星数据预处理 B.1 辐射定标 利用绝对定标系数将卫星影像DN值图像转换为辐射亮度图像，转换公式见B.1： L  DN  a  L0 .................................. (B.1) 式中： L ——辐射亮度值； DN——遥感影像像元亮度值（Digital Number），无单位； A ——绝对定标系数增益； L0 ——偏移量。 B.2 大气校正 基于辐射亮度值L，通过输入影像的头文件、波谱响应函数等信息，利用大气辐射传输模型，获得 地表真实反射率。 B.3 几何精校正 以经过地面控制点校正后的卫星影像为参考影像，应选择不变地物的控制点进行几何精校正，且控 制点均匀分布在影像上，校正后的影像地理位置偏差应小于1个像元。 B.4 投影变换 将卫星数据的投影坐标系转换成统一的投影坐标系，所有影像的投影坐标系宜转换成高斯克吕格投 影和2000国家大地坐标系。 B.5 云检测 宜采用阈值法或其他成熟的云检测判识方法对卫星影像进行云检测，以识别云区，并根据实际情况 调整云检测阈值，云覆盖区域像元应满足： RRED  RNIR ＞0.54 ................................. (B.2) 式中： RRED——红光波段反射率； RNIR——近红外波段反射率。 4 DB37/T 4138—2020 CC 附 录 C （资料性附录） 花生生长参数卫星遥感监测模型 表C.1～C.5给出了常用中高空间分辨率卫星，花生全生育期生长参数遥感监测模型。 表C.1 花生株高卫星遥感监测模型 序号 卫星传感器 模型 1 GF1-wfv1 y=39.648-R3×534.375+R2×502.411-R4×40.917 2 GF1-wfv2 y=39.562-R3×537.356+R2×499.328-R4×40.079 3 GF1-wfv3 y=39.434-R3×539.570+R2×495.5