北京师范大学张朝团队发布中国大豆10m种植面积栅格数据集（2017-2021）
- ：北师大张朝团队
- ：2024-07-26
近日，北京师范大学国家安全与应急管理学院粮食安全研究与教育团队（负责人：张朝教授）通过生态网络云平台（http://www.nesdc.org.cn）发布了2017-2021年中国大豆10m种植面积栅格数据集，用户可在线访问获取数据。相关研究成果以“ChinaSoyArea10m: a dataset of soybean-planting areas with a spatial resolution of 10 m across China from 2017 to 2021”为题发表在Earth System Science Data 期刊。
大豆是一种重要的粮食作物，近年来需求稳步上升。尽管中国是世界上最大的大豆消费国和第四大大豆生产国，但目前还缺乏描绘中国大豆种植区域的高分辨率年度地图。针对中国区域大范围高时空分辨率大豆种植面积数据集缺失的现状，研究团队基于Google Earth Engine（GEE）平台Sentinel-2遥感影像，开发了一种整合遥感光谱和物候特征的大区域自适应大豆提取方案（图1），首次提取了2017-2021年中国主要产区大豆种植面积10米分辨率数据集（ChinaSoyArea10m）。
ChinaSoyArea10m数据集在与县、地级统计年鉴的比较和地面样本验证中均取得了良好的精度，与2017-2020年（2017-2018县级、2019-2020年地级）统计数据的一致性R2分别为0.84，0.85，0.82和0.86（图2）。结果表明，制图结果具有年际稳健性，可以准确捕捉大豆种植面积的年度动态。统计散点整体分布在1:1线附近，未出现明显的高估或低估。
图1. ChinaSoyArea10m数据集生产流程图
图2. 制图面积与(a) 2017年县级、(b) 2018年县级、(c) 2019年地级、(d) 2020年地级统计数据的比较
和已有数据产品相比，ChinaSoyArea10m与县级统计数据的一致性更高（图3），R2从0.53提高到0.84，证明了数据集在更细空间尺度上的准确性。
图3. ChinaSoyArea10m和中国东北CDL数据集 (a)2018年县级统计数据、(b)2019年地级统计数据的比较
此外，基于2017-2019年地面样本的验证结果表明，2017-2019年大豆制图总体精度在77.08% ~ 86.77%之间。2017-2019年，大豆制图的F1分别为0.69、0.75和0.84（表1）。
表1. 2017-2019年大豆地图混淆矩阵
制图显示的年际中国大豆空间分布如图4。与现有数据集相比，ChinaSoyArea10m能较好地反映空间细节，并在一定程度上弥补错分、漏分的问题（图5）。
图4. 中国10米分辨率大豆种植面积空间分布
图5. 2019年典型地区大豆地图与现有产品的目视对比
该项研究工作和数据制备得到了国家重点研发计划（2020YFA0608201）、国家自然科学基金（42061144003，41977405）资助。
论文信息：Mei, Q., Zhang, Z., Han, J., Song, J., Dong, J., Wu, H., Xu, J., and Tao, F.: ChinaSoyArea10m: a dataset of soybean-planting areas with a spatial resolution of 10 m across China from 2017 to 2021, Earth Syst. Sci. Data, 16, 3213–3231, https://doi.org/10.5194/essd-16-3213-2024, 2024.
数据链接：2017-2021年中国大豆10米分辨率种植面积数据集