遥感指数预测大豆单产相关性探究
2025年1月21日 黄玉萍资深分析师（农产品）从业资格号：F3079233投资咨询号：Z0015897Tel：63325888-3907Email：yuping.huang@orientfutures.com mmary]★遥感与大豆长势监测 大豆生长情况会影响最终的年产量，生长期间对于天气、大豆长势的炒作也影响了现货和期货价格的变动，因此对于大豆长势的实时监测能够在一定程度上辅助豆类价格变动的分析。遥感技术有着大尺度、高效率的优点，这意味着该技术能够一次性获取大量地表信息，完成对大豆种植区域的实时监控。构建遥感指数与大豆长势、单产之间的联系不仅可以辅助农户进行种植管理，同时也能够帮助分析师更好地进行价格预测。 联系人 黄佩琪助理分析师（行业研究）从业资格号：F03134254Email：peiqi.huang@orientfutures.com ★遥感指数与单产、优良率的相关性分析 处理公开遥感卫星数据产品并获取多年来美豆种植区域的时序遥感 影 像 ， 计 算 归 一 化 植 被 指 数 （NDVI） 、 净 初 级 生 产 力（NPP）、叶片面积指数（LAI）、植被光能利用率（LUE）、光合有效辐射（PAR）并与美国农业部USDA公布的单产值以及生长期间的大豆优良率进行相关性分析。分析得出，7、8月的遥感植被指数与大豆单产值相关性较高，其中归一化植被指数NDVI和净初级生产力NPP的相关性最高；植被光能利用率LUE与优良率的相关性相对较高，但优良率的统计方式使其带有一定的主观性，因此结果在不同的大豆主产州之间分析差异较大。在植株生长高峰期对其进行遥感监测效果最佳，遥感植被指数对于单产变化有一定的指示性。 ★遥感指数预测单产值及月间单产变动方向 以18个大豆产州2003-2023年的归一化植被指数NDVI月均值以及优良率为自变量，年单产值、月间单产变动方向为因变量，使用深度学习的方法分别进行了预测。结果证明，优良率与遥感指数结合能够对年度单产值以及USDA每月的单产值调整方向进行有效的预测，单产预测RMSE最大为7.6127，最小为5.0603，参与预测时间序列越长预测效果越好。在对于USDA月度供需平衡表单产值的变化方向预测中，8-9月数据的预测准确率最高，达到了0.8182，其余月份也能够获得准确率约0.72的预测效果。总体上看，对于大豆的单产相关预测在7、8、9月植被生长旺盛阶段进行能够获得最佳效果。 ★风险提示 模型效果随训练数据变化，带有不确定性。 目录 1、课题背景...............................................................................................................................................................................51.1、大豆....................................................................................................................................................................................51.2、遥感技术............................................................................................................................................................................62、研究数据及处理平台..........................................................................................................................................................82.1、谷歌地球引擎GoogleEarthEngine..................................................................................................................................82.2、中分辨率成像光谱仪MODIS............................................................................................................................................82.3、农田数据图层CDL.............................................................................................................................................................82.4、气象数据ERA5...................................................................................................................................................................92.5、气候数据TerraClimate....................................................................................................................................................103、遥感植被指数.....................................................................................................................................................................113.1、归一化植被指数NDVI.....................................................................................................................................................113.2、净初级生产力NPP...........................................................................................................................................................113.3、光合有效辐射PAR...........................................................................................................................................................123.4、植被光能利用率LUE.......................................................................................................................................................133.5、叶片面积指数LAI............................................................................................................................................................134、单产、优良率与遥感指数相关性探究.............................................................................................................................144.1、单产与遥感指数相关性..................................................................................................................................................144.2、优良率与遥感指数相关性..............................................................................................................................................165、遥感数据预测单产.............................................................................................................................................................185.1、单产预测结果..................................................................................................................................................................195.2、月间单产调整方向预测..................................................................................................................................................216、总结.....................................................................................................................................................................................227、风险提示.............................................................................................................................................................................22 图表目录 图表1：全球大豆主产国种植周期...
