遥感和生长模型相结合的小麦长势监测研究现状与展望.pdf

第2期，总第72期国土资源遥感No．2，2007

2007年6月15日REMOTESENSINGFORLAND＆RESOURCESJun．，2007

遥感和生长模型相结合的小麦
长势监测研究现状与展望

李卫国，赵春江，王纪华。，刘良云
(1．江苏省农业科学院资源与环境所，南京210014；2．国家农业信息化工程技术研究中心，北京
100089)

摘要：遥感影像的信息波段及其组合可以反映农作物生长的空间信息，可对小麦进行长势监测和产量估算，具有及
时性和广域性。生长模型是集气候、土壤、品种和栽培措施等因素为一体的，对作物的物候发育、光合生产、器官建
成、同化物积累与分配以及产量与品质形成等生理过程及其与环境和技术因子关系综合量化的动态数学模型，具
有机理性和预测性。将二者结合用于长势监测不但具有理论研究价值，还具有广泛的应用前景。本文在简要概述
小麦生长模型和长势遥感监测研究进展的基础上，总结了生长模型和遥感相结合的小麦长势监测应用的研究进
展，并提出一些今后研究设想。
关键词：小麦；生长模型；遥感；长势；监测
中图分类号：TP79文献标识码：A文章编号：1001—070X(2007)o2—0006一o4

一的生理生态过程模拟到完整描述和预测作物生长
0引言及产量形成全过程的综合性生长模型的发展过程，
并逐步应用到作物的生产实践中。
近年来，农业信息技术的研究和应用对我国的I．I生长模型概述
农作科技和生产管理产生了深刻而广泛的影响，很小麦生长模型(又称小麦生长模拟模型)是将
大程度上推动了传统农业向信息农业的转变。特别小麦、环境和栽培措施作为一个整体系统，应用系统
是生长模拟模型(以下简称生长模型)和遥感在作分析的原理和方法，对小麦的物候发育、光合生产、
物长势监测与估产方面的应用研究，显著提高了区器官建成、同化物积累与分配以及产量与品质形成
域农业生产的动态预测性和管理决策的科学性，取等生理过程及其与环境的关系加以综合概括和量化
得了较好的经济、社会和生态效益。小麦作为主要分析，建立的动态数学模型，如ARCWheat(Agricu1．
粮食作物，安全生产已成为我国可持续发展的重要turalResearchCouncilWheat，英)Ell、CERES—
保障，及时了解小麦的分布概况、生长状况、肥水行Wheat(Crop—Environment—ResourcesSynthetlcSys—
情以及病虫草害动态，便于政府决策者和生产管理tern—Wheat，美)、O’Lerry、WCSODS(Wheat
者采取各种管理措施，达到增产、增收和增效的目CultivationSimulationOptimizationDecision—·making
的。多年的研究重点围绕在实时长势监测和面积与System，中)、WheatGrow(中)等模型。小麦生
产量估算2个方面，小麦长势遥感监测研究在机理长模型的研究促进了对小麦生育规律由定性描述向
解释、技术方法和应用推广等方面取得了很大进展，定量分析的转化过程。通过建立主要驱动变量及其
但同时还存在许多问题。与状态变量的动态关系，可对小麦生长发育动态提
供可靠而准确的预测。
1小麦生长模型1．2生长模型预测
利用小麦生长模型可对不同气象、土壤、时间和
作物生长模拟研究自20世纪60年代由荷兰的品种条件下的作物阶段发育、器官建成、干物质积
deWit和美国的Duncan开创以来，发展十分迅速，累、产量和品质形成、土壤水分和养分动态进行预
经历了从定性的概念模型到定量的模拟模型、从单测。生长模型主要被集成于决策支持系统(或信息

收稿日期：2006—08—1o；修订日期：2006—09—21
基金项目：国家863计划项目(2006AA12Z138)；国家自然科学基金(4O571【l8)和江苏省农业科学院基金项目(61t0649)联合资助。

第2期李卫国，等：遥感和生长模型相结合的小麦长势监测研究现状与展望·7·

管理系统)之中应用，如美国夏威夷大学IBSNAT用的卫星遥感数据90％以上来自美、法等国，虽然
(InternationalBenchmarkSitesNetworkforAgrotechn—中巴资源卫星已经发射成功，但其提供标准遥感数
ologyTransfar)推出的CERES—Wheat模型，在输入据能力仍较有限。目前主要的遥感图像处理软件有
运行模型所需灌溉、肥料、土壤和气象等资料后，可ILWIS、PCI、ERMapper和ERDAS等。
以对小麦的干物质积累、叶片、茎秆、根的生长和产2．2长势遥感监测
量的形成作出预测，帮助决策者或生产者估算小麦多年的研究重点围绕在实时长势监测和面积与
的产量；同时，也可根据模型预测的小麦苗情长势，产量估算2个