ICS 07.040 A 77 陕 DB61 西 省 地 方 标 准 DB 61/T 1130—2018 农业干旱风险遥感评估技术规范 Technological specification for risk assessment of agricultural drought supported by remote sensing and meteorological observation 2018 - 03 - 09 发布 陕西省质量技术监督局 2018 - 04 - 09 实施 发 布 DB61/T 1130—2018 目  次 前言..................................................................................................................................................................... II 1 范围................................................................................................................................................................. 1 2 规范性引用文件............................................................................................................................................. 1 3 术语和定义..................................................................................................................................................... 1 4 评估步骤......................................................................................................................................................... 2 附录 A（资料性附录） 部分遥感指数形式及说明....................................................................................... 8 附录 B（规范性附录） 冬小麦与玉米各生育期的参考需水风险系数....................................................... 9 I DB61/T 1130—2018 前  言 本标准按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。 本标准由杨凌农业高新技术产业示范区科技信息中心提出。 本标准由陕西省农业厅归口。 本标准起草单位：北京农业信息技术研究中心、北京农业质量标准与检测技术研究中心、杨凌农业 高新技术产业示范区科技信息中心。 本标准主要起草人：杨贵军、杨浩、赵春江、杨小冬、王纪华、卫景芳、侯宝英、龙慧灵、汶誓、 谢胜菊。 本标准由杨凌农业高新技术产业示范区科技信息中心负责解释。 本标准首次发布。 联系信息如下： 单位：杨凌农业高新技术产业示范区科技信息中心 电话：029—87030801 地址：陕西省咸阳市杨凌农业高新技术产业示范区新桥北路6号政务大厦312室 邮编：712100 II DB61/T 1130—2018 农业干旱风险遥感评估技术规范 1 范围 本标准规定了农业干旱风险遥感评估的技术要求与方法步骤。 本标准适用于陕西区域冬小麦与玉米为主的遥感技术与气象观测相结合的大田作物干旱风险评估 业务。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 20481 气象干旱等级 GB/T 32136 农业干旱等级 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 农业干旱 agricultural drought 指农作物生长过程中因供水不足，阻碍作物正常生长而发生的水量供需不平衡，进而影响作物生长 发育及产量的现象。 3.2 风险评估 risk assessment 指在干旱事件发生之前或发生过程中，分级量化测评干旱对农作物生长的威胁程度。 3.3 遥感影像数据 remote sensing imagery data 应用卫星、航空飞机或无人机等飞行平台获取覆盖大面积农田区域的多光谱影像数据。 3.4 植被指数 vegetation index 利用遥感影像数据不同波段反射率，通过运算生成的可以表达植被生长状况的变量指标。 3.5 归一化差值植被指数 normal difference vegetation index；NDVI 1 DB61/T 1130—2018 指遥感影像近红外波段（NIR）与可见光红光波段（Red）的反射率之差与二者之和的比值，该指数 能够用来表征植被长势状况。 3.6 地表反射率 land surface reflectance 指地表反射能力的大小，以向上的反射辐射总能量与入射辐射总能量的比值表示。 3.7 反照率 albedo 为半球反射率，目标地物的反射辐射通量与入射辐射通量的比值，即单位时间、单位面积上各方向 出射的总辐射能量与入射的总辐射能量之比。 3.8 降水量 precipitation 从天空降落到地面上的液态或固态（经融化后）水，未经蒸发、渗透、流失，而在水平面上积聚的 深度，单位为毫米（mm）。 3.9 土壤含水量 soil water content 为单位容积或重量土壤中的水分含量占同容积或干土重量的百分比，以百分率（%）表示。 4 评估步骤 4.1 准备工作 4.1.1 在农作物生长期内，根据气象预测，每隔固定时间单元（5 天～10 天）进行周期性评估。具体 评估时间和频次可根据干旱发生的严重性与实际需求进行调整。 4.1.2 在进行农业干旱风险遥感评估工作之前，应充分搜集和熟悉已有的成果资料。必须着重搜集以 下方面的基础数据： ——1：100 万中国行政区划图； ——不低于 1：5 万地形图； ——1:1 万土地利用空间分布。 4.2 遥感及气象数据获取与处理 4.2.1 采用的遥感影像至少需包含红光波段、近红外波段、短波红外波段、热红外波段等光谱谱段。 其中，热红外波段遥感数据成像时间分辨率需达到 12h 以内，其它谱段遥感数据成像时间分辨率需达到 8d 以内。遥感影像空间分辨率需达到 500m。 4.2.2 按照上述要求，选择获取评估区域近 10 年来清晰无云且无传感器条带噪声的时间序列遥感影像 数据；对获取的影像进行辐射定标、大气校正和几何精校正等标准化数据处理（几何校正精度需达到 1 个像素以内），获得统一空间坐标系统（如：WGS84 坐标系，UTM 投影）和统一时空分辨率的遥感数据 产品，包括： ——红光地表反射率； ——近红外地表反射率； 2 DB61/T 1130—2018 ——短波红外地表反射率； ——热红外地表发射率； ——反照率。 4.2.3 此外，获取评估区域内站点的气象数据，包括： ——近 10 年来的逐日降水量； ——气象站点太阳辐射通量等。 4.3 干旱风险评估指标计算 4.3.1 降水量的计算 日降水量数据的空间化。根据气象站点的地理位置，基于区域内的所有站点降水量数据进行整个评 估区域降水量的空间插值（克里金插值方法），进一步将评估区域降水量数据转化为栅格图像并进行重 采样（统一的分辨率），得到每一像素单元时间段的累计降水量。 4.3.2 土壤含水量的计算 以遥感数据为数据源，以土壤热惯量指数（ PATI ）和植被供水指数（ VSWI ）为反演基础。一般 情况下，在农田处于裸地或植被覆盖度小于15%时，采用热惯量模型；在农田植被覆盖度大于等于15%， 采用植被供水指数模型。具体如下： a) 当裸露地表覆盖度小于 15%，按照公式（1）和公式（2）计算： SWC  15.424  PATI  0.605 ................................................................. (1) 式中： SWC ——为土壤含水量（Soil Water Content）； PATI ——为表观热惯量（Apparent Thermal Inertia Index）。 PATI  2 SV ( 1  ABE )C1 2Q( 1  ABE ) ..................................................... (2)  T  ( Tmax  Tmin ) 式中： PATI ——为表观热惯量（Apparent Thermal Inertia Index）； S ——为太阳常数； V ——为大气透明度； ABE ——为地表全波段反照率（Albedo）； C1 ——为太阳赤纬和经纬的函数；  ——为地球自转频率； Tmax ——为一天最高地表温度； Tmin ——为一天最低地表温度； Q ——为总太阳辐射通量； 3 DB61/T 1130—2018 T ——为一天最高、最低地表温差。 b) 当植被覆盖地表覆盖度大于等于 15%，按照公式（3）和公式（4）计算： SWC  40.18  1.34  VSWI ................................................................. (3) 100 式中： SWC ——为土壤含水量（Soil Water Content）； VSWI ——为植被供水指数。 Ts T  NIR  Re d  ............................................................. (4) VSWI   s NDVI NIR  Re d 式中： VSWI ——为植被供水指数； Ts ——为地表温度； NDVI