建立新疆棉花遥感估产系统,全面、快速、经济、客观地监测棉花生长动态、种植面积、产量的年度波动情况,为生产管理部门及时、准确地掌握当年棉花生产形势、合理确定国家棉花储备规模、适时发布棉花收购预测性价格和指导性种植计划以及有关政策执行情况的评估等提供重要的参考依据。针对目前,棉花遥感监测研究在我国处于起步阶段和棉花遥感监测研究与技术并不成熟的情况,本研究应用3S技术,结合棉花地面冠层光谱和主要农学参数建立遥感估产模型,主要研究内容如下:1.由于样方与对应像元的反射率及由此推算的植被指数与遥感影像提取的植被指数之间存在一定的差异,在棉花生育期内,直接利用遥感影像提取的植被指数与棉花产量进行相关分析,相关性较差。本研究通过与遥感数据同时相期的实测地面光谱反射率计算得出的棉花植被指数,对试验样方所在像元的植被指数NDVI按线性模型进行校准,用校准的植被指数NDVI来获取棉花产量的遥感反演模型。2.利用南北疆棉花全生育期植被指数与其对应时相期的叶面积指数LAI的相关性分析,表明植被指数与叶面积指数有很好的相关性,试验区各品种棉花的相关性都在盛花期和铃期达到极显著水平,遥感估算LAI最佳时相是棉花的盛花期和结铃期。在最佳时相内进行回归分析,获得了叶面积指数最佳遥感反演模型,模型拟合R2与检验R2均达到了极显著水平。3.用各生育期的NDVI植被指数与实际棉花产量进行回归分析,以获取棉花单产的遥感估算模型。南疆长绒棉的遥感估产最佳时相为盛花期,最佳单时相遥感估产以盛花期的指数函数方程拟合度最好。杂交棉最佳单时相估产模型为始花期的直线方程,其次是盛花期、吐絮期的三次多项式方程。中棉35最佳单时相估模型为盛花期的三次多项式方程。134-1、18-3品种单时相遥感估产的最佳估产模型以盛铃期的指数函数;297-5品种单时相遥感估产的最佳估产模型以结铃期的指数函数。4.以2006年试验区各品种的在各自最佳估产时相内的植被指数和产量为检验样本,对棉花的最佳时相遥感估算模型进行检验和预测精度分析,试验区各品种的最佳时相内,估产精度除长绒棉新海14的预报精度是84.6%以外,其余模型的估算精度达到90%以上,尤其是石河子北疆新推出的297-5品种,其遥感估产模型精度达到了98.46%。5.由于仅用遥感因子来估产,估产精度的稳定性欠佳。通过不同生育期的叶面积指数(LAI)与植被指数组合与产量作多元复合回归分析,试验区各品种棉花的复合遥感估产模型除新海14品种外,估产精度都达到了90%以上,其中以297-5品种结铃期的复合遥感估算模型精度最高,达到了98.46%。并且试验区所有品种的复合估产模型精度都高于单一因子的遥感估算模型。这表明用农学因子叶面积指数LAI与植被指数NDVI的建立多元复合建模,是提高棉花估产精度的有效方法。