李繼文 祖英治 焦曉丹

國(guó)內(nèi)關(guān)于利用農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)進(jìn)行農(nóng)作物監(jiān)測(cè)的研究已相當(dāng)豐富，具體的研究成果也不少，并在實(shí)際操作中進(jìn)行了總結(jié)和調(diào)整，積累了很多有益的經(jīng)驗(yàn)。但是對(duì)于高海拔地區(qū)、林被覆蓋密集區(qū)的農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測(cè)研究較少，本研究選取了黑龍江省東方紅林業(yè)局的資料及影像數(shù)據(jù)，采用理論與實(shí)際相結(jié)合，定性分析與定量分析相結(jié)合，基于時(shí)間序列影像單一特征量的農(nóng)作物遙感提取等方法，應(yīng)用多種軟件及數(shù)字模塊，形成兩種成熟的可復(fù)制，可推廣的應(yīng)用成果。

馬鈴薯甲蟲(chóng)是世界上著名的毀滅性檢疫害蟲(chóng)。成、幼蟲(chóng)為害馬鈴薯葉片和嫩尖，可把馬鈴薯葉片吃光，尤其是馬鈴薯始花期至薯塊形成期受害，對(duì)產(chǎn)量影響最大，嚴(yán)重的造成絕收。2000年在與我們毗鄰的俄羅斯濱海邊疆區(qū)出現(xiàn)，此后多次暴發(fā)，并且以40-50km/年的速度擴(kuò)散。目前與我國(guó)黑龍江、吉林兩省接壤的俄羅斯濱海邊疆區(qū)的大部分地區(qū)都已經(jīng)有馬鈴薯甲蟲(chóng)疫情的發(fā)生。而且與我國(guó)毗鄰的俄羅斯阿穆?tīng)柕貐^(qū)的東南部、哈巴羅夫斯克邊疆區(qū)南部、濱海邊疆區(qū)大部和薩哈林島西南部都是馬鈴薯甲蟲(chóng)的適生區(qū)，在這些區(qū)域第一代蟲(chóng)害、包括能越冬并發(fā)育的甲蟲(chóng)，蟲(chóng)口數(shù)量會(huì)達(dá)到閾值水平。俄羅斯境內(nèi)馬鈴薯甲蟲(chóng)的頻頻發(fā)生，加之近年來(lái)中俄貿(mào)易發(fā)展很快，來(lái)自邊境疫區(qū)的貨物、包裝材料及運(yùn)輸工具均有可能攜帶此蟲(chóng)，這些都使馬鈴薯甲蟲(chóng)從中俄邊境傳入我國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)與日俱增。為此及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除馬鈴薯甲蟲(chóng)對(duì)作物的危害，精確落位馬鈴薯種植位置，對(duì)防災(zāi)減害將起到至關(guān)重要的作用。

一、技術(shù)及設(shè)備支持

1、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

①平面坐標(biāo)系統(tǒng)

采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)。

②高程系統(tǒng)

采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。

③投影方式

標(biāo)準(zhǔn)分幅采用高斯—克呂格投影，按3°分帶，帶號(hào)是44。

2、軟件支持

主要有ArcGis10.2.2（矢量、屬性采集）、ENVI（多光譜影像處理）、其他輔助軟件有ERDAS2014、一張圖系統(tǒng)、奧維互動(dòng)地圖、元道經(jīng)緯相機(jī)、相關(guān)Office辦公軟件。

二、研究方法

1、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與地塊篩選

①第三次國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

調(diào)取黑龍江省東方紅林業(yè)局第三次國(guó)土資源調(diào)查階段成果數(shù)據(jù)，并提取工作地域內(nèi)耕地圖層，結(jié)合馬鈴薯種植特性，篩選耕地范圍內(nèi)的旱地部分作為馬鈴薯種植的初步篩選范圍;同時(shí)馬鈴薯是生活必備作物，以全覆蓋無(wú)死角為原則，對(duì)達(dá)不到三調(diào)上圖面積要求的城鎮(zhèn)住宅用地周邊的零星旱地地塊，也作為后續(xù)篩選重點(diǎn)備篩地塊。

②多光譜影像地塊篩選

對(duì)比上述初篩及備篩地塊與多光譜單期影像，確認(rèn)是否存在遺漏地塊，運(yùn)用EVNI軟件提取LANDSAT8衛(wèi)星影像中的456波段，制作形成多段成像圖，如圖1所示，分為綠色、紫色和黑色等三類(lèi)主要色相，對(duì)波段為旱地的種植區(qū)域再套合初篩及備篩地塊得到馬鈴薯的疑似種植區(qū)域。

③無(wú)人機(jī)識(shí)苗

利用無(wú)人機(jī)與飛手配合的機(jī)動(dòng)性，采用大面積地塊應(yīng)用無(wú)人機(jī)識(shí)苗與小面積地塊應(yīng)用外界調(diào)查相結(jié)合的方法。對(duì)大面積地塊、成片地塊進(jìn)行人為無(wú)人機(jī)現(xiàn)場(chǎng)識(shí)苗方法，更進(jìn)一步縮短外業(yè)人員實(shí)地排查的時(shí)間。集中連片無(wú)人機(jī)識(shí)苗區(qū)域執(zhí)飛5個(gè)片區(qū)，50余個(gè)架次。

④數(shù)據(jù)收集整理

結(jié)合三調(diào)數(shù)據(jù)初步選出4656塊圖斑，通過(guò)多光譜影像二次篩選，確定三調(diào)的耕地調(diào)查范圍沒(méi)有遺留的情況，同時(shí)篩選掉三調(diào)調(diào)查誤認(rèn)定為旱地的部分圖斑。結(jié)合無(wú)人機(jī)識(shí)苗篩除掉非耕種為馬鈴薯的圖斑2210個(gè)，對(duì)于確因天氣原因無(wú)法識(shí)別及內(nèi)業(yè)無(wú)法解譯的2446個(gè)疑似地塊，進(jìn)行外業(yè)調(diào)查。

2、外業(yè)調(diào)查及舉證

①外業(yè)調(diào)查

針對(duì)2446個(gè)無(wú)法判定的圖斑進(jìn)行外業(yè)調(diào)查，采取分組、分片調(diào)查方法。針對(duì)分布不均勻的2446個(gè)圖斑，制作外業(yè)調(diào)查底圖、設(shè)計(jì)外業(yè)路線，逐地塊進(jìn)行外業(yè)調(diào)查核實(shí)。

通過(guò)一張圖系統(tǒng)定位功能記錄種植馬鈴薯的地塊位置及外業(yè)調(diào)查軌跡，同時(shí)應(yīng)用經(jīng)緯相機(jī)進(jìn)行拍照舉證。雙重保證種植馬鈴薯的定位實(shí)地的準(zhǔn)確性與真實(shí)性。同時(shí)借助一張圖系統(tǒng)的實(shí)時(shí)軌跡保存功能，確保了調(diào)查途中不走重復(fù)路不走冤枉路。如圖2所示記錄了幾組人員的軌跡路線。

經(jīng)外業(yè)調(diào)查2446個(gè)圖斑后發(fā)現(xiàn)，種植馬鈴薯地塊共943塊，并且99%的地塊為小面積種植分布在村莊周邊。

②外業(yè)舉證

由于工期緊張及天氣原因，內(nèi)業(yè)只提供了疑似種植范圍，并沒(méi)有任何一處準(zhǔn)確認(rèn)定為馬鈴薯種植的地塊，因此本次未進(jìn)行外業(yè)舉證工作，而將所有無(wú)法界定的地塊逐一進(jìn)行外業(yè)調(diào)查。

三、調(diào)查結(jié)論

經(jīng)過(guò)調(diào)查，共確認(rèn)種植馬鈴薯的地塊943塊，具體數(shù)量分布如表2所示，種植分布如圖3所示：

此次外業(yè)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，東方紅林業(yè)局內(nèi)沒(méi)有大范圍種植馬鈴薯的情況是由于馬鈴薯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低，農(nóng)民種植馬鈴薯不受政策和其他因素影響，而本著以市場(chǎng)價(jià)格調(diào)控為基礎(chǔ)，從自身需求角度種植馬鈴薯。

四、成果應(yīng)用

成果應(yīng)用可分為二種。一種是數(shù)據(jù)在一張圖系統(tǒng)桌面端制作切片數(shù)據(jù)，后用一張圖平板系統(tǒng)導(dǎo)入加載即可使用。第二種是把數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的數(shù)據(jù)以圖層方式導(dǎo)出KML格式，再利用奧維互動(dòng)地圖打開(kāi)應(yīng)用。由于第一種需具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)操作，因此以第二種作為市縣管理應(yīng)急使用首選。

操作步驟：

①導(dǎo)出KML流程打開(kāi)ArcMap軟件點(diǎn)擊地理處理——ArcToolbox——轉(zhuǎn)換工具——圖層轉(zhuǎn)KML——圖層（選擇導(dǎo)出的圖層）——輸出文件（選擇預(yù)存儲(chǔ)的位置及名稱(chēng)）——確定后即可輸出。

②導(dǎo)入地圖：把上一步導(dǎo)出的KML導(dǎo)入到手機(jī)，首先打開(kāi)奧維互動(dòng)地圖——右下角點(diǎn)擊更多——數(shù)據(jù)管理——導(dǎo)入到處對(duì)象——從文件導(dǎo)入——選擇KMZ文件——點(diǎn)擊右上角導(dǎo)入——再次點(diǎn)擊確定——可以看到導(dǎo)入進(jìn)程最后顯示導(dǎo)入成功——點(diǎn)擊關(guān)閉——回到奧維主界面可以看到加載的數(shù)據(jù)。

（作者單位：150090黑龍江省植檢植保站）