全 文 ： 监 A 日
第6卷第 期 生 态 农 业 研 究
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1 9 0 8年 6月 ECO—AGRICULTURERESEARCH
Vo1．6 No．2
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NOAA卫星 AVHRR资料在
调查淮北平原低产田中的应用研究*
张爱民
(安徽省气象科学研究所 合肥 230061) ～ — ——一
摘 要 利用 1988~1992年多时发NOAA卫星 AVHRR资料分析了淮北平原夏、秋季作鞫
长势，姑合粮食实琢产量及下垫面条件等确定了难 平原低产田遥感判别阈值，实现了淮北平
原低产田区划
关麓词 NOAA卫星AVHRR资料 低产田 闻值
Application of AVHRR data of NOAA satellite to investigating low—yield farm land in ltualbei
Plain．Zhang Aimin (Anhui Meteorological Research Institute·Hefei 230061)，EAR·1998·6
(2)：4O～43．
Abstract Based on AVHRR data of NOAA satelite in 1988～ 1992，crop growth vigours in
summer and autumn are analysed．Comhinating those information with the practical grain yield
and underlaying surface conditions，the threshold diferentiated by remote sensing NOAA／
AVHRR is defined．The low—yield farmland in Huaibei PIain is classified．
Key words AVHRR data of NOAA satelite，Low yield farmland，Threshold
我国人口众多．人均耕地少，土地资源压力很大 研究开发现有耕地低产田是增加粮
食产量、提高土地资源利用率的重要措施之一 淮北平原是安徽省主产粮区，耕地面积约
占全省总土地面积的 50 ，粮食总产约占全省粮食总产的 4o ，其中低产田占比重较大，
严重制约了当地农业生产和国民经济的发展。因此，全面、准确调查淮北平原低产田分布
状况，对淮北地区乃至全省土地资源规划与利用及其经济发展具有重要意义。
1 淮北平原低产田概况
淮北平原低产田约有123万hm ．约占淮北地区耕地面积的60 。其中砂姜黑土类低
产田约 110万 hm ，盐碱土约 13万 hm 及少量风沙土。形成淮北平原低产田的主要原因
一 是土壤物理性状差、养分含量低。淮北平原土壤类型多，以砂姜黑土为主，约占 5o 砂
姜黑土耕作难，土壤肥力差，植物根系发育欠佳，缺肥现象较严重，作物产量低。而盐碱土
和风沙土物理性状则更差j二是降水年际变化大、旱涝灾害频繁 淮北平原地处暖温带南
缘，季风气候明显，降水年际变化大，4季降水极不均，旱涝灾害频繁，严重影响和制约了
农业生产的发展；三是生产力水平较低。淮北平原生产条件较差，抗御自然灾害能力较弱．
· 国家计委资助项目
收稿日期：1997·o2吨6 改四日期：1997·O4·16
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第 2期 张爱民：NOAA 卫星 AVHRR资料在调查淮北平原低产田中的应用研究 41
粮食产量低而不稳。
2 卫星遥感调查原理与方法
淮北平原地形平坦开阔，耕作制度较单一，为卫星遥感监测较理想的下垫面条件 气
象卫星通过判别不同长势作物的光谱特征监测农作物长势，作物光谱在绿光区有一小反
射峰，在蓝光区和红光区各有一吸收谷，在近红外区有一高反射峰。作物长势好则近红外
波段反照率增加，即近红外陡坡现象加强。NOAA卫星AVHRR资料中第 1通道(可见光
通道)反照率(CH1)和第 2通道(近红外通道)反照率(CH2)的代数组合可定量表示植被
长势状况。国内外很多学者【 的实验和分析认为．描述植被长势的最佳指标为归一化植
被指数(ⅣDw )，即：
Ⅳ驯 一 (1)
NDV1值越大，表明作物长势越好。为便于计算机处理，本研究将放大后的NDV1称为绿
度值 (G)：
G—NDVI×20 (2)
NOAA卫星 AVHRR资料遥感像像元的星下点分辨率为 1．1km，在淮北平原区域
空问分辨率为 1_02kin，即淮北平原在遥感影像上约有 3．7万个像元(V4本)，样本数远远
高于地面实测研究采样数。由AVHRR资料生成的绿度值反映了作物长势及其产量的高
低[ 。作物遥感估产模式通式为： ：
y一 +∑B ×置 (3)
式中，y为作物产量，风 和 且 为常数，i为像元数，xI为绿度值和其他因子(如气象因子
等)。因此，在一定条件下绿度值大小代表了地力生产水平。为此，根据 1988~1992年多
时次 NOAA卫星 AVHRR资料分析了淮北平原仝年农作物长势．并对农作物实际产量、
气候、土壤、地貌等常规资料比较分析，确定了淮北平原低产田的绿度值判别阐值 ．实现了
淮北平原低产田区划。
3 NOAA卫星 AVHRR资料处理方法
1988~1992年多时次 NOAA卫星 AVHRR资料分布时段较广‘，覆盖淮北平原夏、秋
收粮食作物全生育期(夏收作物主要生育期为 10月中、下旬～6翌年月初；秋收作物主要
生育期为 6月初～l0月底)，因其种植结构差异较大．故 NOAA卫星 AVHRR资料采用
的处理方法不同。
淮北平原夏收作物以冬小麦为主，其种植面积和产量约占夏收作物的 90 ，据资料
分析表明＆ ]，冬小麦产量与抽穗扬花期绿度值呈明显正相关。夏收作物生育期 NOAA
卫星 AVHRR资料统计分析，获取各年夏收作物撮大绿度值(G )表示当年夏收作物产
量水平分布状况。
淮北平原秋收作物主要有薯类、大豆、玉米、一季稻和棉花等，其种植面积约占秋收作
物的 l0 ～30 ，因此对秋季作物遥感监测即对多季作物混合像元监测。淮北平原秋季
各种作物最佳遥感监测期不一(7～9月)，因此不能以秋收作物生育期最大绿度值代表秋
季作物长势，而应以整个撮佳遥感监测期各不同时段绿度值来反映秋季不同作物长势。取
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42 生 态 农 业 研 究 第 6卷
1988~1992年 7～9月基本无云的 7个时次 NOAA卫星 AVHRR资料的平均绿度值表
示秋收作物产量水平分布状况。
4 绿度值处理与分析
4．1 绿度值处理
以 I988～1992年夏收作物生育期多时次 NOAA卫星 AVHRR资料平均绿度值
(GMm。)表示夏收作物平均产量水平：
5
⋯
GMm 一∑毕 1，⋯，5； l，2，⋯，512X256 (4)
j-1
式中，J为年份。以秋收作物生育期 7个时次平均绿度值 Gm 表示秋收作物平均产量：
G 一∑ 一1，⋯，7 i 1 2 512~256 (5)
J： 1 f
式中， 为时次。则表示全年粮食产量水平的绿度值(G)为：
G =GMm 4-Gm i一 1，2，⋯ ，512×256 (6)
即可根据 G，影像图分析判别低产田。
4．2 遥感监剐区划分
淮北平原气候、地理背景相同．但各地气候条件、生产力水平 耕作制度、土壤类型等
下垫面条件略有差异，致使作物长势遥感影像亦有偏差。对气候、土壤、作物产量、遥感资
料等综合分析可知，这种偏差具有一定区域性和系统性。即可将淮北平原划为几个不同遥
感监测区，分别确定各区低产田遥感判别阚值。第 1类区为绿度值偏低区，包括蚌埠、淮
北、淮南市和砀山、萧县、灵壁、亳县等地i第 2类区为绿度值适中区，包括涡阳、界首、太
和、泗县等地；第 3类区为绿度值偏高区，包括阜阳、临泉、蒙城、阜南、颍上县等地。
4．3 低产田判别闽值与调查结果
本研究将全年粮食单产<3000kg／hm (比安徽省平均单产低 2o )田划作低产田。
3类遥感监测区低产田遥感判别闭值
依次为G≤10、G≤12、G≤13。3类遥
感监测区全年粮食单产(r)与绿度值
(G)相关方程分别为：第 1类区Y一
41．69+15．86G， 一0．05(口为 F检验
显 著 水 平，下 同)；第 2类 区 Y一
一 389．64+47．14G， 一0．1；第 3类
区Y一324．54+38．85G， 一0．1。由此
判别阈值所得淮北平原低产田遥感调
查分布结果见图 1 从图 1可知，低产
田在淮北平原各县、市分布较均匀，主
要分布于低山残丘区、行蓄洪区、黄河
故道、盐碱地、风沙地及一些河段附
近。从地区分布看，各县市均有成片分
圉 1 淮北平原低产田遥感解译固
Geographical distribution of low—y4eld
farmland in Huaibei Plain
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第2期 张爱民：NOAA卫星AVHRR资料在调查淮北平原低产田中的应用研究 43
Ⅻ 0
3575
圉 2 宿县地区全年粮食单产分布囝
布，主要分布于阜阳地区、宿县
地区北部和东都、淮北市中北
部和淮南市南部，而蚌埠市低
产田则较少。
s 结果验证
由于缺少淮北平原低产田
地面最新实测数据，故本研究
采用间接方法验证遥感调查结
果。由宿县地区 5县 1988～
1992年各乡镇年均粮食单产
分布图(见图 2)与图 1比较可
知，图 2低产区分布基本与图
l低产 田密集区相对应，表明
遥感调查结果基本准确可信
其中，萧县与宿县接壤处低山
Fig 2． Distribution of annual grain yield of Shuxian Perfecture残丘区在遥感图上表现为低产
区，而其实际粮食产量却较高，这是因为低山残丘区耕地比例很小，单产较高但区域粮食
总产较低，故为低产区。图1低产田分布与图2不完全吻合是因为图 z所用产量资料为各
乡镇平均资料，而每个乡镇一般由数十个像元组成，其结果相当粗糙，必然与图1结果存
在一定偏差。
综上所述，利用气象卫星遥感技术研究分析低产田的分布合理可行，结果基本准确可
信，且在一定程度上较全面、准确地反映实况。但受NOAA卫星 AVHRR资料分辨率等
限制，本分析结果仍较粗糙，尚有待于进一步深入研究。
致谢 本文得到安徽省气象局邓剑华总工程师指正，谨表谢意。
参 考 文 献
1 中国农学台等主编．黄淮拇平原农业发展学术讨论台论文选集．1982．
2 榇希蠢主编．环境监测与作物估产的遥感研究论文集．北京：北京大学出版社，199]．
3 李郁竹主编．冬小麦气象卫星遥感动态监测与估产．北京：气象出舨社，1993．
4 张爱民．马晓群．淮北平原垒年粮食苴产气象卫星遥感测产初步研究．安徽农业科学，1995-23(2)：】14～118．
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