遥感技术在小麦成熟进程监测中的应用

在小麦成熟的过程中，分为乳熟期、蜡熟期和完熟期，小麦最终收获标准依据籽粒的成熟程度而决定。   总体来说小麦的收割标准是籽粒含水量，一般的安全储藏标准为12.5%，该指标会随品种而有略微变化。在实际操作中，往往以大范围达到90%成熟度时进行收割。

但在实际生产中，要持续获取精确的籽粒含水量较为困难，需要人工进行田间采样，并且难以获取大范围数据。同时由于地块内土壤异质性导致的含水量分布差异，在选择采样点时无法客观真实反应整个地块的含水率和成熟进度。一般来说保墒能力较好的土壤上的小麦成熟时间会稍晚，再加上区域性干热风的影响，导致含水率变化较快，不同地块含水率下降速率也不同，因此需要一种能够大面积同时获取整个地块作物/籽粒含水率的手段。

小麦成熟遥感监测

基于作物植株含水量与籽粒含水量呈线性关系，能够通过卫星遥感对植株冠层含水量进行监测，并对籽粒含水量进行反演，帮助用户判断成熟进度。

高光谱卫星遥感能够满足定性监测和定量反演的需求，能够从更多和更细微的作物生理参数的变化（例如花青素、类胡罗卜素等）来更加准确地判断大面积作物地成熟度。  结合气象条件，在收获前持续动态监测作物含水量，预测各区域水分达到收割标准的日期。

中科西光航天-小麦成熟度反演

如下图所示为2022年咸阳市泾阳县太平镇某种植托管公司的地块分布和地块内含水率随时间的变化情况。该区域均为同一种小麦品种，但各区域土质不同。中科西光团队依据植被水分指数对成熟度进行评估，并进行定性反演，从五月初以多期监测的形式展示，同时使用自适应阈值和二值化分类的方法判断了地块整体成熟情况，以地块矢量的形式展示。  可以看到不同区域的地块成熟速度并不一致，东北部区域相较于其他区域较晚成熟，大约晚7-10天左右。 

△2022年咸阳市泾阳县太平镇小麦地块成熟度变化示意图

△2022年咸阳市泾阳县太平镇小麦地块成熟情况示意图

中科西光航天-小麦成熟度反演

同时，中科西光团队对太平镇稍北部淳化县的小麦种植区域进行了成熟度监测，由于当地部分冬小麦地块中混种有春玉米，因此对成熟度监测造成了一定干扰，不过依旧能看出总体趋势。  总体来看成熟时间比太平镇推迟两周左右。  

△2022年咸阳市淳化县小麦地块成熟度变化示意图

△2022年咸阳市淳化县小麦地块成熟情况示意图

 通过这种大范围、自动化的成熟度监测手段，能够帮助村镇集体、种植大户或专业收割队进行收割路线的合理规划，减少机器、燃料和人工成本的同时提高粮食收获环节的整体效率，缩短收割窗口期，降低收获时遭遇降水的风险。