团队数据 | 2000-2022年30米分辨率中国大豆种植空间分布数据集在国家生态科学数据中心发布
- ：曹娟
- ：2025-08-11
中国科学院地理科学与资源研究所联合水利部长江勘测技术研究所等单位通过生态网络云平台（https://www.nesdc.org.cn）发布了ChinaSoyA30m数据集，用户可在线访问获取数据。该数据集为中国首个覆盖2000–2022年、空间分辨率达30米的大豆种植空间分布年度遥感产品。相关研究成果以“Uncovering the spatiotemporal evolution and driving mechanisms of soybean planting area in China from 2000 to 2022”为题发表在中科院1区Top Journal of Integrative Agriculture期刊。
当前我国大豆种植对外依赖度高，提升国产大豆生产能力是国家粮食安全的重要战略方向。然而，长期、全国尺度、高分辨率的大豆种植数据仍较为缺乏。为此，研究团队基于Google Earth Engine（GEE）平台，利用Landsat系列影像与多源作物参考数据，构建了一个自动化制图流程，包括光谱-物候样本自动生成、K-means聚类优化、随机森林多时序融合分类和统计协同校正，系统构建ChinaSoyA30m数据集（图1）。该数据集具备时间跨度长、空间一致性高、精度可控的优势，为作物格局动态监测和农业政策评估提供了可靠数据支撑。
图1 ChinaSoyA30m数据集生产流程图
结果显示，全国大豆种植面积在2000–2022年间呈波动上升趋势，东北地区（特别是黑龙江）为主产核心区，种植重心基本稳定，而中东部和南方地区则呈现出一定的迁移扩张态势（图2）。在精度方面，ChinaSoyA30m在省、市、县三级尺度上与农业统计数据的R2分别为0.95、0.89、0.80，像元级验证F1值为70.16%（2017年）、80.40%（2018年）、78.38%（2019年），在多数年份精度表现优于或接近现有主流数据集，显示出良好的跨尺度适用性和稳定性。 趋势分析与重心迁移揭示了农业补贴政策与地区机械化水平是影响种植格局演化的关键驱动因子（图3）。
图 3 中国地级市尺度不同阶段大豆种植面积变化的驱动因素分析
在与六个公开大豆数据集（如ChinaSoyArea10m、ChinaSoybean10等）的对比中，ChinaSoyA30m数据集综合表现优异（图4）。在时间维度上，23年连续数据远超多数Sentinel-2基础的短时段产品； 在空间维度上，实现了覆盖全国34个省级行政区的大范围遥感监测；在统计相关性与像元精度方面，表现稳健，成为当前国内最具长期分析能力的大豆遥感数据集之一（图5）。
图 4 七个大豆地图集与统计数据计算得出的R2和RMSE值
图 5 大豆地图的比较。A，ChinaSoyA30m数据集（30米分辨率）；B，Li等（2021）的地图（30米分辨率）；C，Xuan等（2023）的地图（30米分辨率）；D，You等（2021）的地图（10米分辨率）
针对遥感制图中的不确定性问题，研究通过构建GWCCI指数增强作物区分能力，引入光谱角匹配及统计数据迭代校正，缓解了样本误差与云层干扰带来的制图偏差。尽管在如2012年Landsat数据有限的年份，精度略受影响，但整体上ChinaSoyA30m在主产区及多数年份均保持了较高可靠性，特别在东北、华北等区域显示出稳定性强、误差小的特点。未来该数据集可进一步与Sentinel-2等高分数据融合，提升南方多云区的识别精度（图6）。
图 6 云遮挡对大豆空间分布地图可靠性的影响
综上所述，ChinaSoyA30m大豆种植空间分布数据集在时间覆盖（2000–2022）、空间分辨率（30米）和分类精度等方面实现了显著突破。该数据集为开展中国农业种植结构演变研究、大豆生产潜力评估、农业政策分析和粮食安全战略布局提供高质量的遥感基础数据支撑。
该项研究工作和数据制备得到中国博士后科学基金（2023M743450），中国科学院博士后基金项目（GZC20232614）和中国科学院特别研究助理项目（E5291004）的资助。
论文信息：Wenbin Liu, Shu Li, Juan Cao#, Jun Xie, Jinwei Dong, Jichong Han, Qinghang Mei, Lichang Yin, Hongyan Zhang, Hong Zhou, and Fulu Tao. Uncovering the spatiotemporal evolution and driving mechanisms of soybean planting area in China from 2000 to 2022. Journal of Integrative Agriculture, 2025. (In Press)
数据链接：2000–2022年中国30米大豆空间分布数据集(30 m annual soybean area map in China from 2000 to 2022)