河南省小麦秸秆资源空间分布的遥感估算与分析

王熙鉴　戚鹏程　赵全发　王茵茵　崔艳

摘 要：文章基于遥感技术提取河南省小麦种植分布区，结合统计数据估算了各市小麦秸杆产量。对该省小麦秸杆资源的空间分布进行了分析，就秸秆资源合理利用问题提出了若干建议。

关键词：秸秆资源；遥感估算；分析

作物秸秆资源的合理利用关系到农村能源、土壤肥力、节能减排、消防安全等诸多问题，近年来国内外专家们围绕该类问题进行了大量研究。河南省是我国小麦主产区之一，是小麦秸秆资源大省，但是该资源目前尚未得到充分合理的利用。准确掌握小麦秸秆资源的空间分布是开发利用此资源的重要前提。然而大范围内直接测算作物秸秆资源量是很难进行的。已往研究根据小麦产量和谷草比进行推算，而小麦产量数据主要来自于地方上报的统计资料。本研究基于卫星遥感图像数据，以250m的空间分辨率提取了2006-2010年河南省小麦种植区分布情况，又基于统计数据建立了小麦秸杆产量与籽粒产量的关系模型，进而对河南省小麦秸杆资源进行了估算。本研究结果可供有关部门在进行小麦秸杆资源利用规划和管理时参考使用。

1 研究方法

文章计算小麦秸秆的流程如图1所示，其中主要环节叙述如下。

1.1 河南省小麦种植区的遥感提取

使用的遥感资料为MODIS NDVI 16d 最大合成图像，图像位置编码为H27V05，时间为2006-2010年，共计184幅，全为HDF文件。将NDVI HDF文件解包和投影，将各年的NDVI图层分别叠加形成一个“多波段”文件，即各年NDVI时序图像。根据高分辨率遥感影像和实地调查，确定若干处小麦田位置，在这些位置上提取NDVI时序曲线。曲线形状体现的是在小麦种植、生长、成熟、收获以及其后续秋粮作物的多个阶段中，作物覆盖度及其生长状况的变化趋势。

根据冬小麦田与非冬小麦地表的NDVI时序特征，在全省范围内选取训练样本，进而利用平行管道法对各年的NDVI时序图像进行监督分类，得到各年小麦种植分布图层。基于这些图层，根据河南省行政矢量数据（来自地理基础地理信息中心）计算各年各市小麦种植面积。

1.2 小麦秸秆资源量的计算

通过统计年鉴获取河南省2006-2010年小麦籽粒单产量。小麦秸秆籽粒比是单位面积上小麦秸秆产量与籽粒产量的比值。根据已往研究，并结合走访农户，将该区域的秸秆籽粒比确定为1.1，各年各地皆取此常数。按下式计算河南省各市2006年-2010年小麦秸秆产量：

2 结果分析与讨论

2.1 小麦种植区的遥感提取结果

2.2 秸秆资源的空间分布

通过对上述各部分数据的综合整理，显然，全省范围内秸秆资源比较丰富的五个市是：驻马店、周口、商丘、南阳、新乡。就总体而言，全省秸秆资源总量非常丰富，并且呈逐年增长趋势。

3 关于开发利用小麦秸秆资源的建议

3.1 本研究表明，河南省各地的小麦秸秆生产能力是不匀衡的，秸秆产量较高的地区为驻马店、周口、商丘、南阳、新乡等，应以这几个地区为重点，加强小麦秸秆的合理利用。

3.2 在每年收获季节，要在正确预测和掌握小麦秸秆资源数量和分布的基础上，改进监测技术手段，加强秸秆利用的监控和管理，最大程度地减少秸秆的不合理利用。在此秸秆焚烧监控方面，可以将基于热红外遥感的火点监测、气溶胶遥感监测与实地划片管理相结合，对地方的秸秆焚烧管控成效进行评价。

3.3 针对当前河南省秸秆资源利用率和利用程度较低的问题，应通过扶持秸秆资源加工利用企业的方式（如税收减免和政府补贴），促进秸秆资源开发产业的发展。

参考文献

[1]王丹，姜小光，唐伶俐，等.利用时间序列傅里叶分析重构无云NDVI图像[J].国土资源遥感，2005，64（2）：29-32.

[2]Groten S M E. NDVI-crop monitoring and early yield assessment of Burkina Faso[J]. Int .J. Remote Sencing，1993，14（8）：1495-1515.

[3]Zhang F， Wu B F ， Liu C L. Using Time Series of SPOT VGT NDVI for Crop Yield Forecasting[J].（IGARSS）IEEE International Geoscience&Remoting Sensing Symposium 2003，1：386-388.

[4]李幸芳，李刚，韩敏，等.河南省农作物秸秆资源分布及其资源评价[J].河南科学，2011，29（12）：1464-1465.endprint