基于多源遥感信息的区域农业节水水平动态监测与评估.pdf
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1、基于多源遥感信息的区域农业节水水平动态监测与评估 任 务 来 源:2021 年水利部重大科技项目执 行 期 限:2021 年 7 月至 2023 年 6 月牵 头 单 位:黄河勘测规划设计研究院有限公司课题负责人:刘豪杰 为了加快我国水利重大问题科技攻关,水利部2021 年启动了水利重大关键技术问题研究共42 项,包括从面向司局、科研单位和专家征集建议中遴选的相关课题,以及落实习近平总书记在科学家座谈会上重要讲话精神,解决“水资源空间分布带来不少问题”的相关任务。黄河勘测规划设计研究院有限公司承接了其中的“基于多源遥感信息的区域农业节水水平”(项目编号:SKR-2022025)研究课题,由单位
2、自筹资金开展相关研究内容,经过项目组的不懈努力,项目于 2023 年 10 月顺利通过黄委国科局组织的综合评价,评价结果为优秀。1 研究背景水资源严重短缺是我国基本水情,是经济社会发展的重要瓶颈制约。推进节水型社会建设,全面提升水资源利用效率和效益,是深入贯彻落实习近平生态文明思想、习近平总书记关于节水工作的重要讲话和指示批示精神的具体行动,是缓解我国水资源供需矛盾、保障水安全的必然选择。当前农田灌溉水有效利用系数主要通过开展灌溉试验而测算得到,指标获取工作量大,需要大量人力、物力、材料消耗,尚未建立基于计量监测的区域节水量估算方法。综合评价灌区节水程度属于一项多要素复杂的系统性问题。针对当前
3、研究存在的不足,本项目采用多源遥感信息结合区域相关资料,对影响和反映农业节水水平的相关要素进行了动态监测,并构建科学有效的农业用水效率指标体系,致力于提高区域性农业节水水平的监测能力,解决区域农业用水效率判别标准不清晰,难以真实有效、动态快捷地反映区域农业节水水平,以及典型区域农业节水水平提升与降水、气温干旱节水改造等多种因素的相关关系不明确等问题,为推动我国农业水资源高效利用提供技术支撑。2 项目进展情况及阶段性成果本项目自 2021 年正式立项实施,围绕研究目标,利用多源卫星遥感数据,收集历史气象资料数据、统计年鉴数据,提出多种模型与算法,以河套灌区、渭河流域、宁夏及黄河 9省为研究区展开
4、了基于多源信息的作物种植范围和面积提取方法、基于双源蒸散发模型的农田蒸发量估算方法、结合时态和多源数据的农作物需水量预测算法、作物产量估算方法和区域农业用水效率指标体系构建技术等方面的研究。项目实施以来发表学术论文 4篇,其中 SCI 收录论文 3 篇,中文核心论文 1篇,申请发明专利2 件,取得软件著作权1 项。2.1 基于多源信息的作物种植范围和面积提取方法研究本研究基于贝叶斯算法优化随机森林模型构建机器学习分类器,探寻了经过贝叶斯算法优化后的参数对随机森林分类器分类精度的影响,经过贝叶斯优化后的随机森林分类器的分类精度最高,灌区平均总体分类精度(85.8%)分别比原始随机森林、支持向量机
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