作物长势遥感监测中物候和轮作方式的影响分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王迪，沈永林，孙政 著

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• 遥感
• 作物长势
• 物候
• 轮作
• 农业遥感
• 作物监测
• 生态学
• 农业科学
• 时空分析
• 精准农业

出版社： 中国农业科学技术出版社

ISBN：9787511634108

版次：1

商品编码：12302116

包装：平装

开本：32开

出版时间：2017-12-01

用纸：胶版纸

页数：140

字数：150000

正文语种：中文

内容简介

　　《作物长势遥感监测中物候和轮作方式的影响分析》以美国的玉米和大豆作物为例，重点研究了作物长势遥感监测分析与物侯轮作方式的影响，旨在改善农作物物候检测和干旱遥感监测的时效性与准确性。全书共5章，内容包括：（1）物候与轮作方式对农作物长势的影响研究进展与存在问题；（2）农作物物候突变及其时空变化分析；（3）农作物物候检测算法研究；（4）物候变化和轮作方式对农作物长势和产量的影响；（5）研究结果与展望。

作者简介

　　王迪，男，1977年出生，副研究员，工学博士．硕士生导师，现在中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业遥感创新团队工作。长期从事农业遥感基础与应用研究，重点开展农作物面积空间抽样理论与技术、基于雷达遥感的农作物识别与长势监测研究。先后主持和参与国家、省部级及其他各类研究项目30余项，以第1作者在国内外重要学术期刊发表论文30余篇。作为主要参加人获得国家科技进步二等奖和水利部大禹水利科学技术奖二等奖各1项。在我国农作物种植面积空间抽样调查方法研究方面获得了丰硕的成果。

内页插图

目录

第一章 绪论
第一节 研究背景与意义
第二节 国内外研究进展
一、植被物候变化检测研究进展
二、物候特征描述和检测研究进展
三、轮作方式对农作物长势和产量监测的影响
四、研究现状分析
第三节 研究内容及方法
一、农作物物候特征监测方法
二、农作物物候探测算法
三、轮作和物候对农作物长势和产量监测的影响
本章小结

第二章 农作物物候突变及其时空变化分析
第一节 贝叶斯变点模型
一、贝叶斯模型选择
二、变点参数估计
第二节 研究区
第三节 结果分析
一、播种期
二、抽丝期至开花期
三、成熟期至落叶期
四、营养生长期
五、生殖生长期
六、生长季历时
第四节 讨论
一、作物物候变化的驱动因素
二、不同方法的比较
第五节 结果
本章小结

第三章 农作物物候检测算法研究
第一节 物候分析
一、耕地掩膜处理
二、不规则ROI的分形维数
第二节 实验设计
一、研究区和数据
二、评价标准
三、纹理特征
第三节 结果讨论
一、从时间序列看物候
二、要素时间序列的相似性
三、已检测物候阶段的一致性
本章小结

第四章 物候变化和轮作方式对农作物长势和产量的影响
第一节 作物轮作与玉米VCI指数
一、玉米VCI指数
二、作物轮作与玉米VCl指数
第二节 实验研究
一、研究区与数据
二、玉米籽粒产量变化
第三节 结果与讨论
一、在时间上作物轮作对VCI的影响
二、空间上作物轮作对VCI的影响
三、玉米籽粒产量与物候期的关系
四、与玉米籽粒产量相关的作物轮作时空模式
本章小结

第五章 结果和展望
第一节 结果
第二节 展望
参考文献

前言/序言

　　本书系由笔者承担的国家自然科学基金项目“顾及物候的玉米作物干旱遥感监测模型研究”（编号：41501459）和国家博士后基金项目“基于分形的玉米作物物候动态检测算法研究”（编号：2013M542086）的研究成果编著而成。作为一项重要的农业信息，农作物物候是作物模拟模型的重要参数。同时也能为病虫害防治、作物估产、预报农时、监测和保护生态环境、预测气候变化趋势等提供重要依据。农作物物候反映的是自然界作物发育的周期性规律及其对周围环境条件的依赖性。掌握农作物物候的变化规律，在农业生产、田间管理、计划决策等方面有重要的理论价值和现实意义。本书以美国的玉米和大豆作物为例，重点研究了作物长势遥感监测分析与物侯轮作方式的影响，旨在改善农作物物候检测和干旱遥感监测的时效性与准确性。全书共5章，内容包括：（1）物候与轮作方式对农作物长势的影响研究进展与存在问题；（2）农作物物候突变及其时空变化分析；（3）农作物物候检测算法研究；（4）物候变化和轮作方式对农作物长势和产量的影响；（5）研究结果与展望。
　　本书系统性和创新性较强，可供从事遥感应用研究、农情监测及农业生产管理研究有关的科研与技术人员及高等院校相关专业师生参考。

智慧农业的绿色脉搏：深入理解作物生长规律与可持续耕作模式 本书旨在为读者提供一个前瞻性的视角，探讨如何通过先进的遥感技术，结合对作物生长周期（物候）的精细洞察以及多样化的轮作方式，构建一个更加智能、高效且可持续的农业生产体系。本书并非侧重于某一种具体的作物或某一种特定的遥感监测方法，而是着力于揭示支配作物生长、影响产量形成以及决定耕作模式可持续性的核心原理与内在联系。 第一部分：物候的智慧——洞察作物生命节律的奥秘 作物的物候，即其生命活动在时间上的周期性变化，是理解和预测作物生长状态的基础。从种子萌发到幼苗生长，从营养生长到生殖生长，再到最终的成熟与衰老，每一个阶段都受到遗传、环境等多种因素的综合影响。本书将深入剖析这些关键物候期，包括： 萌发期与幼苗期： 这一阶段是作物生命开始的基石，播种深度、土壤温度、湿度以及光照条件都对其成功与否至关重要。我们将探讨如何通过遥感数据，例如早期植被指数（如NDVI、EVI）的变化趋势，来评估出苗率、幼苗的健康状况，以及早期营养元素的供给是否充足。同时，还将分析不同作物在此阶段对水分胁迫的敏感性，以及如何利用遥感数据指导精准灌溉。 营养生长与冠层发育： 随着作物进入旺盛的营养生长阶段，叶面积指数（LAI）、植被覆盖度（FVC）以及叶片的光合有效辐射吸收能力（FPAR）成为衡量作物长势的关键指标。本书将详细介绍如何利用多光谱、高光谱以及热红外遥感数据，监测叶片的光合色素含量（如叶绿素）、叶片水分状况、以及植被温度，从而评估作物的营养状况（氮、磷、钾等元素的有效性）、水分胁迫程度，以及潜在的光合生产力。我们将深入探讨不同类型的植被指数及其组合在识别作物营养不平衡、病虫害早期侵扰以及水分胁迫信号方面的优势。 生殖生长与产量形成： 这是作物生命周期中最关键的阶段，关系到最终的产量和品质。花期、结实期、灌浆期等物候节点的准确识别，对于产量预测至关重要。本书将重点介绍如何利用遥感数据，结合时间序列分析，监测作物在这些关键期内的生长速率、生物量积累以及籽粒饱满度。例如，高光谱遥感在识别作物生理生化指标（如花青素、类胡萝卜素）方面具有独特优势，这些指标与产量和品质密切相关。同时，热红外遥感可以提供作物蒸腾速率的信息，进而推断其水分利用效率和对干旱胁迫的响应，这对优化灌溉策略，保障产量形成具有指导意义。 成熟与衰老期： 作物由绿变黄、由盛转衰的过程，是作物生命周期的尾声。遥感数据可以有效监测这一过程的速率，例如叶片衰老引起的色素降解和反射光谱的变化。这对于判断最佳收获时间，减少收获损失，以及评估下一季作物播种前的土壤休整时间具有重要价值。 本书将强调，理解作物的物候并非仅仅是观察其表面的生长变化，更是要深入挖掘其内在的生理生化过程。我们将介绍如何利用遥感技术，从“宏观”的植被指数变化，到“微观”的光谱特征响应，来反演和理解这些复杂的生物学过程。 第二部分：轮作的智慧——构建可持续的农业生态系统 轮作，即在同一块土地上，根据特定的顺序和时间安排，种植不同种类的作物，是人类与自然和谐相处、实现农业可持续发展的古老智慧。本书将从多个维度深入探讨轮作的优势与科学性： 土壤健康与肥力提升： 不同作物对土壤养分的消耗与补充能力各不相同。例如，豆科作物可以通过根瘤菌固氮，为土壤提供有机氮；而根系深远的作物可以疏松土壤，改善土壤结构，提高通气性和透水性。本书将分析不同轮作模式对土壤有机质含量、养分有效性（氮、磷、钾等）、微生物群落结构以及土壤物理性质（如容重、持水能力）的影响。我们将探讨如何利用土壤养分监测遥感技术（尽管目前尚不成熟，但潜力巨大），以及土壤水分、土壤温度等遥感参数的变化，间接评估轮作对土壤健康状况的影响。 病虫害综合防治： 长期连作同一作物容易导致特定病虫害的积累和爆发。轮作可以打断病虫害的生命周期，减少病原菌和害虫的数量，降低农药的使用。本书将探讨不同轮作模式在降低常见作物病虫害发生率方面的效果。虽然目前遥感技术直接监测病虫害尚有局限，但通过监测作物长势的空间异质性、物候期异常变化以及植被光谱特征的偏离，可以为早期预警病虫害的发生提供线索，并推断轮作在其中发挥的积极作用。 养分循环优化与资源高效利用： 轮作可以促进土壤养分的有效循环，减少对外部化肥的依赖。例如，在秸秆还田的轮作系统中，有机质的分解为作物提供养分，同时改善土壤结构。本书将分析不同轮作模式对养分利用效率的影响，以及如何通过优化轮作序列，最大限度地减少养分流失，提高水肥利用率。遥感技术可以监测作物的生长状态和生物量，间接评估养分供应水平，并通过分析不同作物在生长季内的水分利用差异，来评估轮作对水资源利用效率的贡献。 生物多样性与生态系统稳定性： 轮作不仅增加了农田的作物多样性，也为农田生态系统中的其他生物（如益虫、授粉昆虫）提供了更稳定的栖息地和食物来源，从而增强了农田生态系统的整体稳定性和抗干扰能力。本书将从更宏观的生态学视角，探讨轮作对农田生物多样性的潜在影响，以及这种多样性如何促进生态系统的功能。 适应气候变化与提高韧性： 面对日益严峻的气候变化，单一作物的种植模式更容易受到极端天气事件（如干旱、洪涝、高温）的影响。多样化的轮作模式，通过选择不同抗逆性的作物组合，可以显著提高农田应对气候变化的能力，降低生产风险。本书将探讨轮作在增强作物对干旱、盐碱、高温等胁迫的抵抗力方面的作用，并分析如何利用遥感监测数据，评估不同轮作模式下作物在极端气候条件下的恢复能力。 本书的独特视角与价值： 本书最大的价值在于，它不再将物候与轮作视为孤立的研究课题，而是将它们紧密地联系在一起，并引入先进的遥感技术作为分析工具。它试图回答的关键问题包括： 如何利用遥感数据，更精确地监测和预测不同物候期的到来与结束，并识别物候异常？ 不同的物候特征，对制定何种轮作模式具有指导意义？ 轮作模式如何影响作物的物候特征，并最终影响其生长产量？ 遥感技术在评估轮作模式对土壤健康、病虫害防治、养分利用以及气候适应性等方面，能够提供哪些独特的信息？ 如何通过遥感数据驱动的物候监测与轮作模式设计，实现农业生产的精准化、智能化与可持续化？ 本书将汇集相关领域的最新研究进展，但其叙述风格将力求通俗易懂，旨在为农业科研人员、技术推广人员、涉农企业决策者以及对智慧农业感兴趣的读者提供深刻的启发和实用的参考。它将不仅仅是一本关于作物生长与耕作方式的学术著作，更是一扇窥探未来智慧农业发展方向的窗口，引领我们走向一个更加绿色、高效、可持续的农业未来。 通过对作物生命节律的深入洞察，结合科学合理的轮作实践，并借助日益强大的遥感技术，我们可以更好地理解和管理我们赖以生存的土地，挖掘其最大的潜力，同时保护其长久的健康。本书希望成为连接理论与实践、技术与应用之间的桥梁，共同推动中国乃至全球农业的绿色革命。

评分☆☆☆☆☆

这本书在案例分析的呈现上，展现出了一种近乎偏执的细致入微。它不是简单地罗列数据结果，而是像侦探小说一样，一步步解构了不同地理区域和气候条件下，作物生长模式的微妙差异。我注意到作者在对比不同年份的数据时，会特地穿插一些关于当年极端天气事件的简短描述，这种环境背景的补充，让那些冰冷的数字鲜活了起来，让人明白了每一个生长周期的变动背后，都蕴含着自然界的复杂博弈。特别是关于区域间轮作体系差异性的讨论，作者采用了一种对比研究的方法，用清晰的图谱展示了A地与B地在应对特定土壤养分消耗时的策略分歧，这种对比的张力，使得结论的可靠性大大增强。它不仅仅是在报告“发生了什么”，更在追问“为什么会这样”，这种探究精神令人印象深刻。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论框架构建得极其扎实，尤其是在描述植被指数与作物生理状态关联性的那几章，作者似乎在试图建立一个更具普适性的“作物生命力”量化模型。我留意到书中对于传统经验模型局限性的批判，论证角度非常犀利，直指现有方法的“黑箱”问题。作者提出的新视角，强调了时间序列分析的动态连续性，而不是仅仅依赖于单点数据的快照比较。这种前瞻性的理论构建，预示着该研究方向可能迎来一次范式上的小小的转变。阅读这些理论章节，虽然需要保持高度的专注力，但那种探索未知、试图用更精妙的数学语言描述自然规律的兴奋感，是其他普通读物难以提供的，它真正体现了科学研究的探索魅力。

评分☆☆☆☆☆

从学术规范的角度来看，这本书的参考文献部分做得堪称典范。它不仅仅是一个简单的列表，更像是一份精心绘制的知识地图。我发现作者的引用非常广泛，横跨了遥感科学、作物生理学、气象学甚至土壤生态学等多个学科领域，显示出其深厚的跨学科功底。更值得称道的是，作者在正文中对核心文献的引用处理得非常自然流畅，没有出现那种生硬地插入引文的情况，而是将他人的研究成果巧妙地融入到自己的论证体系中，使得行文的逻辑链条异常紧密。对于一个希望在此领域进行进一步深造的研究生来说，这本书的参考书目本身就是一份极具价值的入门指南，能有效地指引读者避开弯路，直达前沿。

评分☆☆☆☆☆

我翻阅了这本书的引言部分，被作者那种严谨又不失人文关怀的叙事风格深深吸引住了。作者没有直接跳入技术细节，而是从全球粮食安全和农业可持续发展的宏大背景切入，娓娓道来研究的必要性和紧迫性。那种对土地、对农民朴素情感的理解，使得整本书的基调显得非常“接地气”，而不是那种高高在上的纯理论堆砌。我特别喜欢作者在描述研究方法时所使用的类比，他将复杂的算法比作农夫观察天时的智慧，这种跨界的联想，极大地降低了理解门槛。这种叙事技巧，使得即便是对遥感技术不太精通的读者，也能迅速把握住研究的核心脉络，感受到研究者对现实问题的深度关切。读到此处，我感觉自己仿佛正在和一位经验丰富的农业专家进行一次深入的田间地头交流，充满了启发性和共鸣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计给我留下了深刻的印象，封面采用了简约的色块搭配，主色调是低饱和度的泥土棕和嫩芽绿，很有意境，让人一眼就能联想到土地和生长的力量。内页纸张的选择也十分考究，那种略带粗糙的质感，拿在手里很有分量，似乎每一个字都承载着厚重的研究积淀。我特别欣赏作者在排版上的用心，图表和文字的穿插布局非常科学，即便是那些复杂的遥感数据可视化图，也能清晰地展示其核心信息，不会让人感到信息过载。尤其是一些关键模型的推导过程，作者使用了不同字号和加粗来突出重点，这种视觉上的引导非常有助于读者深入理解抽象的科学概念。整体来看，这本书的制作工艺体现了一种对知识的尊重，它不仅仅是一本学术著作，更像是一件精心打磨的工艺品，让人在阅读之前就对内容充满了期待和敬意。这种对细节的关注，无疑提升了阅读体验的层次感。