[发明专利]一种农作物单产遥感估算方法、装置与系统

说明书

本发明提供一种农作物单产遥感估算方法、装置与系统，所述方法包括：基于作物遥感数据，识别作物类别；基于所述作物类别、日照参数、气象参数和作物的植被指数时间序列，估算作物第一净生产力；基于所述作物第一净生产力，结合作物生长环境信息和作物生长生理生化过程参数，估算作物单产量。本发明能够更有效的发挥遥感数据的作用，充分利用作物的生长机理，确保在更大尺度上对作物单产估算的精度、效率和稳定性。

技术领域

本发明涉及农业生产技术领域，更具体地，涉及一种农作物单产遥感估算方法、装置与系统。

背景技术

作物产量是农田耕种的最终目标，也是评估农田生产力和农民受益程度的直接指标。在区域或者更大尺度上对作物单产进行实时估算，可以对粮食储藏和粮食交易等提供指导；而掌握某一区域不同作物的产量，有利于对作物的区域种植适宜度进行分析，进而对粮食种植战略提供支持。

作物产量的形成是一个复杂的过程，中间涉及非常多的生理生化过程，气象条件、土壤条件、田间管理、物候信息及农时信息等都是单产估算需要考虑的因素。上个世纪60年代以来，伴随遥感技术的发展，单产估算正式步入快速发展阶段，并且在之后的50多年，作物估产模型经历了由简单参数统计到基于生理生态机理的估产系统。

作物生长模拟模型也称作物模型，即通过模拟作物生长过程，得到作物的生物量累积量、作物单产以及农田生态系统的水、碳、氮及能量的循环流动量。目前作物生长模拟模型已经成为具有世界影响力的计算作物生产力和农田生态因子的有力工具，在作物估产、作物育种、田间管理等方面有比较广泛的应用。

基于遥感技术的作物单产估算模型可以简单概括为由经验模型、半经验机理模型到机理模型的发展过程，基于光能利用率和基于作物生长是机理模型两种主要实现方式，而这两种方式在像元尺度上进行作物单产估算时，分别存在过于简化作物生理生化过程和参数标定代价过高的问题。

发明内容

为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明提供一种农作物单产遥感估算方法、装置与系统，用以更有效的发挥遥感数据的作用，充分利用作物的生长机理，确保在更大尺度上对作物单产估算的精度、效率和稳定性。

第一方面，本发明提供一种农作物单产遥感估算方法，包括：基于作物遥感数据，识别作物类别；基于所述作物类别、日照参数、气象参数和作物的植被指数时间序列，估算作物第一净生产力；基于所述作物第一净生产力，结合作物生长环境信息和作物生长生理生化过程参数，估算作物单产量。

其中，所述估算作物第一净生产力的步骤进一步包括：具体通过利用光能利用率模型CASA，估算所述作物第一净生产力。

其中，所述基于所述作物类别、日照参数、气象参数和作物的植被指数时间序列，估算作物第一净生产力的步骤进一步包括：基于所述日照参数中的日照时长信息、天文辐射信息和日温差信息，计算太阳总辐射，并基于所述作物的植被指数时间序列，计算光合有效辐射吸收比；基于所述太阳总辐射和所述光合有效辐射吸收比，计算光合有效辐射；基于所述气象参数的温度信息、降雨信息和太阳辐射信息，确定温度/水分胁迫因子，并基于所述温度/水分胁迫因子，计算光能利用率；基于所述作物类别、所述光合有效辐射和所述光能利用率，利用光能利用率模型CASA，估算所述作物第一净生产力。

其中，所述基于所述作物第一净生产力，结合作物生长环境信息和作物生长生理生化过程参数，估算作物单产量的步骤进一步包括：基于所述作物生长环境信息，初始化设定作物生长环境，并进行所述作物类别对应的作物生长过程的土壤水分模拟和作物蒸散模拟，获取包括作物TSUM参数和作物发育阶段DVS的作物生长生理生化过程参数；基于所述作物第一净生产力和所述作物生长生理生化过程参数，估算所述作物单产量。