ICS 13.020 CCS Z 51 NY 中华人民共和国农业行业标准 NY/T 3922—2021 中高分辨率卫星主要农作物长势 遥感监测技术规范 Technical specification for the main crop growth monitoring based on remote sensing satellites with medium and high spatial resolution 2021-05-07发布 2021-11-01实施 中华人民共和国农业农村部发布 NY/T3922—2021 全国农业品标善 典通 本文件按照GB/T1.1- 起草。 本文件由农业农村部发展规划司提出并归口。 本文件起草单位：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所。 本文件主要起草人：王利民、刘佳、姚艳敏、滕飞、高建孟、杨玲波、高懋芳、姚保民。 NY/T3922—2021 中高分辨率卫星主要农作物长势遥感监测技术规范 1范围 本文件规定了基于中高分辨率卫星数据开展主要农作物长势遥感监测的技术规范，包括术语和定义、 流程、技术方法、精度验证及成果报告编写的基本要求。 本文件适用于采用空间分辨率不低于30m的中高分辨率卫星数据开展小麦、玉米、水稻等主要农作 物长势遥感监测业务工作。 2规范性引用文件 PUBL 下列文件中的内容通过 茶 中，注日期的引用文件，仅 该日期对应的版本适用 GB/T13989 家基 本比例及地形图分幅和 Q GB/T14950 009 摄影测量 GB/T16820 地图学术语 GB/T20257 所 国家基本比例尺地图图 GB/T 3011 013 星递感影像植被指数产品规汇 GB/T3245 2015 皇对地观测数据品分 RA 3术语和定义 义适用 下列术语和定 3. 1 农作物长势 rop growth trend 农作物生长的用 注1：农作物长数 时农作 述的阶段中 注2：农作物个体 作物群体生长过程状 态可以采用覆盖 3. 2 农作物生育时期 crop growth stages 农作物生长过程中，外部形态呈现显菩变化的君主阶 注：每种农作物生育时期都包 个阶段，如冬小 期、越冬期 期、拔节期、抽穗期、开花期和成 熟期等。 3.3 农作物覆盖度 cropcoverage 单位面积内农作物地上部分垂直投影面积占地表面积的比例， 3. 4 农作物绿度 cropgreenness 农作物植株绿色程度，与植株叶绿素含量密切相关。 3.5 遥感remotesensing 不接触物体本身，用传感器收集目标物的电磁波信息，经处理、分析后，识别目标物、揭示几何、物理特 征和相互关系及其变化规律的现代科学技术。 ［来源：GB/T14950—2009,3.1] 1 NY/T3922—2021 3.6 像元pixel 数字影像的基本单元。 ［来源：GB/T14950—2009，4.67，有修改］ 3. 7 空间分辨率spatial resolution 遥感影像上一个像元能代表地面单元的大小。 3. 8 阿尔伯斯投影Albersprojection 正轴等面积割圆锥投影。 注：又称双标准纬线等积圆锥投影，由阿尔伯斯于1805年创拟。 ［来源：GB/T16820—2009,3.62，有修改］ 3. 9 高斯-克吕格投影Gauss-Kruegerprojection 横轴等角切椭圆柱投影。 注：由德国数学家、天文学家高斯(C.F.Gauss)拟定，德国大地测量学家克吕格(J.Kriger)补充而成。 ［来源：GB/T16820—2009，3.56，有修改］ 3. 10 几何校正geometriccorrection 为消除影像的几何畸变而进行投影变换、目标空间平面位置校正及不同遥感器影像间的几何配准校 正等工作 ［来源：GB/T32453—2015，3.19] 3. 11 大气校正atmosphericcorrection 消除或减弱获取卫星遥感影像时在大气传输过程中因吸收或散射作用而引起的辐射畸变。 ［来源：GB/T14950—2009，5.191，有修改］ 3. 12 辐射定标radiometriccalibration 根据遥感器定标方程和定标系数，将其记录的量化数字灰度值转换成对应视场表观辐亮度的过程。 ［来源：GB/T30115—2013，3.7] 3.13 植被指数vegetationindex；VI 一种利用多光谱遥感影像不同谱段数据的线性或非线性组合而形成的能反映绿色植物生长状况和分 布的特征指数。 ［来源：GB/T14950—2009,5.201] 3. 14 归一化差值植被指数 normalizeddifferencevegetation index;NDVI 近红外波段反射率和可见光红波段反射率之差与二者之和的比值。 3.15 多时相影像 multi-temporalimage 指不同时间获取的同一地区的影像。 L来源：GB/T149502009，6.50] 4缩略语 下列缩略语适用于本文件。 2 NY/T3922—2021 CGCS：国家大地坐标系（ChinaGeodeticCoordinateSystem） GPS：全球卫星定位系统（GlobalPositioningSystem） NDVI：归一化差值植被指数（NormalizedDifferenceVegetationIndex） RMSE：均方根误差(RootMeanSquareError) 5基本规定 5.1空间基准 大地基准应采用2000国家大地坐标系（CGCS2000）。 高程基准应采用1985国家高程基准， 投影方式，省级及以上尺度宜采用阿尔伯斯投影：省级以下尺度宜采用高斯-克吕格投影 5.2分幅和编号 范围，在分幅及编号时按 GB/T f Ch 68691 5.3监测时间 农作物长势遥感监测时间宫从 REs 6 监测流程 监测魔利 农作物长势 包括数据获取可预处 强感监测、专题 监测图制作与监 金测报 告编万 见图 URA 开始 地面调查安排 CEN 作物覆盖度 获 取 农作物长势地面指数计 与 处 面 理 二化农作物长势地面指数计 调 查 农作物长势等级划分 地数据获取 农作： 农作物长势遥感指数计算 精度验证 物长势遥感监 农作物长势遥感等级划分 精度验证 测 专题监测图制作和报告编写 结束 图1 农作物长势遥感监测流程 3 NY/T3922—2021 7数据获取与处理 7.1遥感数据 7.1.1遥感数据选择 遥感数据的选择要求如下： a）应收集监测区域、监测时间内覆盖日标农作物的有效遥感数据。 b）卫星传感器应至少具有620nm～760nm红波段和760nm~1040nm近红外波段。 c）卫星影像数据空间分辨率应不低于30m，影像数据应图面清晰，无数据丢失，无明显条纹、点状 和块状噪声，定位准确，无严重畸变。 d）云或浓雾覆盖像元面积占影像总面积的百分比不应超过20%。可通过邻近多时相影像合成晴 空影像数据，多时相影像应处于农作物同一生育时期内。 7.1.2遥感数据预处理 遥感数据预处理如下： a)# 根据传感器参数对遥感影像进行辐射定标和大气校正，获得影像的地表反射率数据。 b）影像应进行几何校正，校正后的卫星影像平地、丘陵地的平面坐标误差不应大于1个像元，山地 的平面坐标误差不应大于2个像元。 c）影像应按照监测区范围、农作物种植区空间分布图或耕地分布图进行剪裁和掩膜处理。 7.1.3植被指数计算 影像植被指数采用归一化差值植被指数(NDVI)，按公式(1)计算。植被指数计算与合成应按GB/T 30115—2013的规定执行。 NDVI=(Rrir -Rred)/(Rnir +Rred) .(1) 式中： Rir——近红外波段反射率； Rred—红波段反射率。 7.2其他数据 其他数据至少应包括： a）农作物种植区空间分布图或耕地分布图，比例尺宜优于遥感影像成图比例尺； b）行政区划图； c）农作物不同生育时期资料。 8农作物长势地面调查 8.1地面调查安排 8.1.1调查时间 应与农作物长势遥感影像拍摄时间基本一致，前后日期相差不应大于2d。 8.1.2调查点布设 调查点布设基本要求如下： a）应综合反映农作物长势差异性，应覆盖好、较好、正常、较差、差的长势等级序列。 b）应离村庄或建筑物100m以上，宜选择比较平整和规则的地块，记录GPS坐标信息 c） 数量应具有代表性和统计意义，应不少于30个调查点。选点可采用前期NDVI数据辅助分层抽 样方式，将NDVI数值范围划分为10层，每层选择不应少于3个调查点。当监测范围较大时，可 适当增加调查点数量。 d) 在调查点地块覆盖范围中心应设置至少1个1m×1m的样方作为观测点。 8.2农作物覆盖度调查 8.2.1近地面观测 4 NY/T 3922—2021 农作物覆盖度可采用无人机近地面拍照或者相机垂直拍照方式获取。采用无人机近地面拍照时，影 像空间分辨率宜优于10cm，几何校正定位精度宜优于10cm；采用相机垂直拍照时，相机应高于农作物冠 层1.5m以上。影像或照片中1m²样方农作物覆盖面积占比，可采用计算机自动分类结合日视修正方 式。调查样方农作物覆盖度可按公式（2)计算，计算结果填入附录A的表A.1。 CI=Acrop/Atoal (2) 式中： CI 农作物覆盖度，值域范围为0～1； Aerop 调查样方农作物地上部分的垂直投影面积； A rolal 调查样方地面总面积。 8.2.2目视估测 采用目视估测方法调查农作物覆盖度时，应参考表1的定性分级及对应量化值估测农作物覆盖