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东北地理所在松嫩平原保护性耕作遥感制图研究方面取得重要进展
        保护性耕作相较于传统性耕作可以提高4%-6%的作物产量、增加7%-45%的土壤有机质含量、减少12.1%-70%的风蚀和40.9%-80%的水蚀以及200公斤/公顷的CO2排放量,并且能节省35.6%-44.4%的种植成本。根据美国环保技术信息中心(CTIC)的定义,秸秆覆盖度(MRC)值低于15%的耕作方法被定义为精耕细作(IT),MRC值为15%-30%的耕作方法被定义为少耕(RT),而MRC值高于30%的耕作方法被定义为免耕(NT)。在进行MRC遥感反演过程中,由于没有对海量的遥感数据进行存储和处理能力,因此目前的研究区域还是以小范围的试验田或农田为主,对大范围的耕地进行秸秆覆盖度估算未见报道。因此,迫切需要一种可以在大空间尺度开展保护性耕作制图的方法。

  针对上述问题,本研究基于Google Earth Engine(GEE)云平台,利用哨兵2号(Sentinel-2 MSI Level-2A)时间序列影像,通过NDTI耕作指数遥感反演模型,实现了松嫩平原区域的保护性耕作制图,同时揭示了GEE中不同精简函数的反演效果。

                                                                          

保护性耕作制图技术流程

   结果表明,使用median精简函数对5月20日-5月30日时间序列影像的验证效果最好(R2=0.81),比单期影像的反演精度高(R2=0.75)。说明使用时间序列影像可以获得更好的反演精度。

  通过统计我们发现松嫩平原区域的保护性耕作区域总体呈上升趋势,2019年至2022年免耕区域面积增幅达到212.5%,而在四年内少耕作区域面积增幅也达到了25.9%。

(a-d)分别为2019-2022年松嫩平原耕作方式的空间分布情况

  该研究发表在遥感国际重要期刊《Remote Sensing》(中科院二区top),由东北地理所于维霖联培硕士研究生、杜嘉高级工程师(通讯作者)、宋开山研究员和刘焕军研究员等共同完成。研究得到国家重点研发计划(2021YFD1500103)、中国科学院战略性先导科技专项课题长春示范区子课题(XDA28080501)、吉林省环保厅项目(E139S311)和国家基础调查专项课题(2018FY100300)项目的共同资助。

  论文信息:Li, J.; Yu, W.; Du, J.*; Song, K.; Xiang, X.; Liu, H.; Zhang, Y.; Zhang, W.; Zheng, Z.; Wang, Y.; Sun, Y. Mapping Maize Tillage Practices over the Songnen Plain in Northeast China Using GEE Cloud Platform. Remote Sens. 2023, 15. 1461.

  链接:https://doi.org/10.3390/rs15051461