【深度报告——行业研究】美国大豆县级单产预测模型

深度报告——

行业研究

美国大豆县级单产预测模型

★遥感指数与单产、优良率的相关性分析

本报告在深度报告《遥感指数预测大豆单产相关性探究》的基础上，进一步细化研究范围至县级尺度（county-level），显著扩充了数据量，深入探究了增强型植被指数（EVI）、叶片面积指数（LAI）、归一化植被指数（NDVI）和净初级生产力（NPP）与大豆年单产的相关性。结论如下：（1）时间规律：相关性峰值时间随纬度变化。低纬度地区因温度等因素导致大豆种植周期提前，其遥感指数与单产的相关性峰值主要出现在6月与7月；而高纬度地区的相关性峰值则普遍延迟至8月与10月。（2）空间规律：相关性强度受地形影响显著。在气候适宜、地形平坦的主要大豆种植区（平原），遥感指数与单产表现出更强的相关性；相比之下，在地形复杂的山地、丘陵地区，相关性显著低于平原地区。（3）指数效果比较：NDVI与EVI指示性最佳。在研究的指数中，NDVI和EVI对单产的指示性效果最好，NPP次之，LAI与单产的相关性最弱。因此，进行单产预估时，应重点依据不同纬度区域的最佳时间段（如低纬度6-7月、高纬度8-10月），优先关注NDVI、EVI和NPP数据，特别是在各大豆主产州。

★单产预测模型

在现有遥感指数基础上，本研究进一步整合了月均温度、月均降水、干旱指数及经纬度数据，构建了基于XGBoost和LSTM的县级（county-level）大豆单产预测模型。XGBoost模型的R方为0.8453，MAE为3.2367，RMSE为4.2740；LSTM模型的R方为0.8562，MAE为3.1119，RMSE为4.1149，对单产的预测偏差大多在3.1蒲/英亩内。结果显示，LSTM模型性能略优于XGBoost，但两者均能有效利用6~10月的遥感与气候数据对当年大豆单产进行高精度预测。

★7、8月的NDVI、EVI数值需重点观测

特征重要性分析进一步揭示：7月和8月的NDVI值、7月的EVI值以及地理位置（经纬度）是预测模型中贡献度最高的关键变量，需重点关注。

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以上内容节选来自东证衍生品研究院已经发布的研究报告《美国大豆县级单产预测模型》，发布时间：2025年7月1日。

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研究员简介

黄玉萍——东证衍生品研究院农产品资深分析师

从业资格号：F3079233

投资咨询号：Z0015897

转自：东证衍生品研究院