MODIS植被指数的美国玉米单产遥感估测

摘要

针对中国开展的国外农作物产量遥感估测大多依靠中低分辨率耕地信息、省级(州级)或国家级作物产量统计数据的现状,本文以美国玉米为例,探讨利用多年中高分辨率作物分布信息、时序遥感植被指数和县级作物产量统计数据开展国外重点地区作物单产遥感估测技术研究,以期进一步提高中国对国外农作物产量监测精度和精细化水平.首先,利用美国农业部国家农业统计局(NASS/USDA)生产的作物分布数据(CDL)获得多个年份玉米空间分布图,并对相应年份250m分辨率16天合成的MODIS-NDVI时序数据进行掩膜处理,统计获得每年各县域内玉米主要生育期NDVI均值;其次,以各州为估产区,以多年县级玉米统计单产和县域内玉米主要生育期NDVI均值为基础,建立各州玉米主要生育期NDVI与玉米单产间关系模型;然后,通过主要生育期玉米单产和玉米植被指数间拟合程度,筛选确定各州玉米最佳估产期和最佳估产模型.最终,利用最佳估产模型实现美国各州玉米单产估测和全国玉米单产推算.其中,建模数据覆盖时间为2007年-2010年,验证数据为2011年.结果表明,应用最佳估产模型的2011年美国各州玉米单产估测相对误差在-4.16％-4.92％,均方根误差在148.75-820.93 kg/ha,各州估测结果计算获得全国玉米单产的相对误差仅为2.12％,均方根误差为285.57 kg/ha.可见,本研究的作物单产遥感估测技术方法具有一定可行性,可准确估测全球重点地区作物单产信息.