农作物气象保障服务平台研究进展与存在的问题

阐述了农业遥感等数据平台系统的国内外研究现状,分析了有关农业遥感大数据服务的多源遥感数据融合、作物类型精准识别、作物产量估产机理研究以及遥感大数据研究面临的技术问题,提出了气象保障大数据的尺度转换和气候变化对农业生产影响中遇到的问题。该平台的建立需要全面整合专家智慧、遥感技术、大数据、服务方式等研究理论和技术,将深刻改变农业遥感应用模式,提升气象服务能力,推动农业、气象等综合信息的广泛应用与产业化发展。     

基于ArcGIS Engine的北方作物低温冷害监测评估系统

针对易受气候变化引发的低温冷害灾害,总结常用低温冷害监测、评估方法和指标,结合统计模型,利用地面气象观测数据、气象预报数据和卫星遥感数据,以Microsoft SQL Server 2005数据库作为支持,应用ArcGISEngine开发工具包,在Visual Studio 2005开发环境下,完成了以玉米、水稻为主要粮食作物的北方地区低温冷害监测评估系统的设计与开发,实现了玉米延迟型低温冷害、水稻障碍型低温冷害、年度低温冷害和遥感低温冷害监测,以及玉米、水稻低温冷害影响评估及预测.     

辽河三角洲芦苇沼泽植物冠层内外大气中水汽的稳定同位素组成

于2019年5～11月,在中国气象局东北地区生态与农业气象野外科学试验基地辽河三角洲芦苇湿地站,观测芦苇(Phragmites australis)冠层内外大气中水汽的浓度及其稳定同位素组成.采用激光光谱同位素分析技术,在辽河三角洲芦苇湿地站距地表1 m、3m、10 m和15 m处,对芦苇冠层内外大气中水汽的稳定同位素...     

基于植被指数、光谱和形状指数的面向对象沙地提取方法研究*

以辽宁省康平县为研究区域,基于高分一号卫星(GF-1)空间分辨率16 m的多光谱影像,通过分析沙地提取的最优分割与合并尺度,以及沙地与其他地类的植被指数、光谱及形状指数特征差异,构建沙地特征提取规则,采用面向对象方法对沙地信息进行提取。结果表明：辽宁省康平县沙地最优分割尺度为40,最优合并尺度为90。沙地与非沙地的归一化植被指数和绿波段光谱均具有高可分性,Jeffries-Matusita（J-M）距离达到了1.92以上。基于植被指数、光谱特征和形状指数3个参数的面向对象沙地提取总体精度达到88.09%以上,Kappa系数高于0.81。此方法具有较好的适用性,能够为沙地信息提取和面积估算提供参考。     

FY3B/MERSI数据的湖泊湿地面积提取对比分析

针对国产风云三系列中分辨率卫星快速有效地进行水体识别的问题,基于2011—2016年数据进行了辽宁省主要湖泊水库的光谱分析,提出了晴空条件和有云情况下分别采用归一化水体指数方法和通道值与归一化水体指数相结合方法进行湖泊水库的提取。结果表明:FY3B/MERSI湖泊光谱曲线具有水体光谱特征,具体表现为8通道的数据反射率最高,18通道数据反射率最低。通过与49景TM数据水体提取结果进行对比,FY3B/MERSI数据水体提取的面积精度达到85%以上,总体分类精度达到90%以上,Kappa系数在0.56~0.95之间。提出了简便、快捷的计算模型,为国产卫星数据的业务应用提供了初步方法。     

寒地水稻障碍型冷害指数构建及应用——以辽宁省为例

东北地区水稻障碍型冷害常规评估多采用温度和低温持续天数2个指标,为实现定量化评估和预报,需构建一种基于多因素的综合性障碍型冷害指数。本文基于水稻温度适宜度模型,以温度和低温持续天数为基础,综合考虑三基点温度对水稻生长发育过程的影响,利用辽宁省近50年的日平均温度和水稻发育期数据,构建水稻障碍型冷害指数(RSCDI),并利用该指数对辽宁省水稻障碍型冷害变化规律进行分析和试预报。结果表明：①1961-2010年的50年间,有20年发生了局部轻度冷害,14年发生了局部中度冷害,10年发生了局部重度冷害,未发生区域性及大范围冷害。②冷害发生频率最高的年代为1971-1980年,1981-2000年发生频率呈下降趋势,发生频率最低的年代为1991-2000年,2001年以后发生频率上升、且范围呈现扩大趋势;冷害发生范围主要分布在辽宁西部和东北部地区。随着气候变暖,冷害发生频率和范围虽有一定程度的下降,但辽宁省水稻障碍型冷害发生的不确定性仍存在。③利用RSCDI对2011-2014年辽宁省水稻障碍型冷害进行试预报,结果仅建平县2012年和2014年在开花期发生中度冷害,其他地区无冷害发生。     

盘锦湿地芦苇群落蒸发散模拟研究

根据2005年盘锦芦苇湿地监测站的小气候梯度监测数据和涡动通量观测数据,结合芦苇生理生态特性观测资料,采用波文比-能量平衡法、Penman-Monteith模型对盘锦湿地芦苇群落蒸发散进行模拟,并与涡动相关系统的实测资料进行比较。结果表明:Penman-Monteith模型更适合芦苇群落蒸发散的模拟,可为芦苇湿地蒸发散的计算提供依据。     

基于多源遥感数据的辽宁地表温度反演及空间分布研究

以辽宁地表温度为研究对象,采用普适性单通道算法,利用FY-3A/MERSI数据,并结合MODIS 1000 m分辨率数据,反演了2009年和2010年4-9月间10个时次晴空或局部晴空时的地表温度。结果表明：计算验证了模型的反演精度与同期NASA所发布MODIS地表温度产品的精度相当,其结果与相应的56个气象站点的实际观测数据相一致。多源遥感数据的综合应用,可获得较合理的地表温度反演结果;不同土地覆盖类型间地表温度的高低在相同时间内存在显著差异;研究期内,林地、水田、旱地和建设用地的NDVI与地表温度具有负相关性。综合利用遥感、地理信息系统技术,可以表征地表温度与土地利用类型以及地表温度与归一化植被指数(NDVI)之间的关系。     

辽宁春末霜冻年代际变化特征及其与海温的关系

中国东北地处高纬度地区，春季霜冻频繁发生，对农业生产有严重威胁，分析东北春末霜冻的气候特征及影响因子可以为其中长期预测提供可靠科学依据。该研究以辽宁省为例，利用近60年气象台站观测资料和气象再分析资料，采用诊断分析方法，根据辽宁作物生育期，定义4月20日-5月31日辽宁地区春末霜冻指数（LSFI），研究其年代际尺度变化特征及对应的大尺度环流和前期海温关键区。结果如下：LSFI存在周期为14.25 a的年代际变化。辽宁地区春末霜冻事件的增强在年代际尺度上对应大气环流特征为中高纬度有明显波列，东北亚上空为深厚气旋性异常，东北冷涡偏强，与西伯利亚附近的反气旋性异常结合，伴随副高偏南，有利于冷空气持续影响辽宁。此外，LSFI的年代际变化与海温显著相关，相关联的海温关键区在1997年前后出现变化，1997年以前与春季（3、4月）北大西洋“三极子”海温模态显著相关，而1997年之后则与前冬北太平洋年代际振荡联系密切，转变原因可能为海温模态的年代际转变。以上结果可以提高霜冻灾害的预测能力，为辽宁地区春末霜冻长期风险预报提供有效预测因子。