發(fā)布時間：2020-06-17 21:32

【摘要】：糧食安全問題事關(guān)國家的經(jīng)濟發(fā)展,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的核心。及時并精準(zhǔn)的預(yù)測并獲取作物長勢與產(chǎn)量是保證地區(qū)和國家糧食安全、交易以及政府決策的基礎(chǔ)。相較于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)信息調(diào)查存在的經(jīng)濟成本與時間成本過高的問題,遙感探測具備數(shù)據(jù)客觀、探測及時、覆蓋面積大的優(yōu)勢,但是作物的發(fā)育需要經(jīng)歷一個長時間的階段,而遙感信息更多的是對瞬時情況的觀測,因此對作物生育階段的描述性較差。為了提高模擬產(chǎn)量的精確度,目前多使用同化方法將遙感數(shù)據(jù)與作物模型耦合,是遙感和信息化農(nóng)業(yè)的研究熱點和重點。本文以吉林省榆樹和白城站多年春玉米為基礎(chǔ),選擇葉面積指數(shù)(LAI)作為遙感信息與作物模型的結(jié)合點,根據(jù)集合卡爾曼濾波(EnKF)方法對WOFOST(World Food Study)模型與遙感信息進(jìn)行同化,據(jù)此對吉林省春玉米產(chǎn)量模擬分析,同時利用作物需水量和有效降水量計算的灌溉需求指數(shù)確定關(guān)鍵灌溉生育期進(jìn)一步設(shè)定灌溉方案,據(jù)此進(jìn)行春玉米產(chǎn)量模擬以確定較優(yōu)的灌溉方案。具體研究內(nèi)容如下:(1)WOFOST模型本地化。作物模型輸入的部分?jǐn)?shù)據(jù)由于不能直接測量所以需要進(jìn)行前期準(zhǔn)備工作,隨后采用初始變量擾動法確定WOFOST模型中的參數(shù)敏感度,根據(jù)敏感性分析結(jié)果并參考相關(guān)文獻(xiàn)對參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,以確定WOFOST模型的品種和土壤參數(shù)值;以榆樹和白城站的2002-2011年作物發(fā)育期資料、葉面積指數(shù)資料和產(chǎn)量資料對模型結(jié)果進(jìn)行驗證,據(jù)此確定適用于吉林省站點的WOFOST模型參數(shù)。(2)遙感數(shù)據(jù)的處理。本文選用了 MODIS葉面積指數(shù)產(chǎn)品,遙感數(shù)據(jù)通常會受天氣、氣溶膠等未知因素影響,使得遙感值容易出現(xiàn)異常值,所以選取Savitzky-Golay濾波方法處理MODIS遙感產(chǎn)品的時間序列曲線,實現(xiàn)數(shù)據(jù)平滑和去除異常值的目的,同時結(jié)合研究區(qū)域葉面積實測值和Logistic方程對平滑后的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正,得到與實際生育期內(nèi)生長發(fā)育情況更為接近的春玉米葉面積指數(shù)連續(xù)時間序列曲線,為后面數(shù)據(jù)同化做好準(zhǔn)備。(3)構(gòu)建WOFOST-EnKF同化。利用集合卡爾曼濾波算法,以8d時間序列的MOD 15葉面積指數(shù)作為外部同化數(shù)據(jù)進(jìn)行同化模擬,在榆樹進(jìn)行單點研究,并對比同化后模擬產(chǎn)量與WOFOST模型的模擬產(chǎn)量,結(jié)果表明基于同化方法構(gòu)建的模型模擬產(chǎn)量值較同化前模型模擬產(chǎn)量值與實測值相差小。(4)吉林省春玉米主要種植區(qū)灌溉方案的設(shè)定及作物模型模擬研究。吉林省春玉米種植主要受當(dāng)?shù)厮�資源制約,因此玉米的需水規(guī)律和灌溉研究對當(dāng)?shù)丶Z食的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)具有重要意義。通過計算春玉米各生育期的需水量和有效降水量得到全生育期的灌溉需求指數(shù),以確定關(guān)鍵灌溉期;計算不同降水年型下生育期的灌溉量來設(shè)定灌溉模擬方案,利用WOFOST-EnKF嵌套模型實現(xiàn)灌溉模擬方案得到春玉米模擬產(chǎn)量,結(jié)果表明吉林省中西部春玉米乳熟-成熟期灌溉效率最高,其次為播種-出苗期,可根據(jù)條件增加乳熟-成熟期灌溉和關(guān)鍵生育期的灌溉次數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S513
【圖文】：

第一章引言逡逑的灌溉提供建議。技術(shù)路線流程圖１－１如下。逡逑；／氣象數(shù)據(jù)／邐／作物數(shù)據(jù)／邐＾／土壤數(shù)據(jù)／Ｉ逡逑１邋ｒ逡逑敏感性分析逡逑ｒ邐邐邐邐邋／遙感數(shù)據(jù)／逡逑ＷＯＦＯＳＴ作物模型

物模型數(shù)據(jù)逡逑氣象數(shù)據(jù)及處理逡逑文使用由吉林省榆樹和白城氣象站點統(tǒng)計的１９６５￣２０１５年的氣象數(shù)據(jù)，溫（°Ｃ）、最低氣溫（°Ｃ）、日照時數(shù)（ｈ）、水汽壓（ｋＰａ）、風(fēng)速（ｍＶ１）、降水量（從吉林省氣象局獲得。其中太陽輻射、風(fēng)速、水汽壓等需要進(jìn)行公式轉(zhuǎn)１）逐日太陽輻射量。因為輸入ＷＯＦＯＳＴ模型中的逐日太陽輻射量無法中通過實際測量獲取，通常根據(jù)廣泛使用的Ａｎｇｓｒｔｏｎ經(jīng)驗公式利用日照時數(shù)來計算，逡逑Ｒｓ＝－Ｒ邋ｍａｘ（ｄｓ＋＾ｓ邋—邋）邐（２－１）逡逑Ｎ逡逑中：Ｒｓ表示太陽輻射通量，又稱為短波輻射通量（ＭｈｍＡｃＴ１）；邋Ｒｍａｘ為天ＭｈｍＡｃＴ１；邋＆，

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2718194