遥感技术让现代农业更智慧

吉林大学  王洁

序

  本论题在某媒体《经纬纵横专栏》属于首次报道，本文草稿在《XX论坛》微信群尚属于首发，经过加工整理后，上传致科学网与大家交流共享，希望给更多的读者与观众带来更多地益处，谢谢！

        农业遥感技术在国内外的发展现状

一、遥感卫星在美国农业上的应用

　 近十余年来，美国遥感卫星应用产业迅速发展。其中卫星通信已实现产业化，并且具有商业化的特点，其产业推动全球经济的增长，大批跨国公司企业和 风险投资商竞相进入，抢占市场。美国NOAA等气象卫星资料全球公开，相关的地面设备遍布世界各地。产生了巨大的商业价值。遥感气象卫星在天气气候、环境生态和防灾减灾中均发挥着作用。美国Landsat、Seastar等陆地与海洋资源环境卫星采取了“授权接收+数据定价”的产业模式，尤其是自20世纪 90年代以来，通过拓展应用领域和应用层次,应用产业取得了很大的成功。

美国1972年发射了第一颗遥感卫星Landsat-l，随着技术的进步，卫星及传感器性能在提高，而价格却在降低。陆地卫星系列具有持续时间长、综合性能好及波段设置合理等特点，对全球的遥感技术与应用产生了重要而广泛的影响。Landsat卫星数据的应用面非常广，在国土资源调查、地质勘探、旱涝灾情监测、农作物估产、地图修测修编、林业资源调查、水利规划、城市规划和环境污染监测等众多领域发挥积极作用。

二、 遥感技术在加拿大农业上的应用

 加拿大在农田信息采集和服务方面充分应用了卫星遥感系统。在农业资源清查、核算、评估与监测方面。遥感系统强大的图形分析与制作功能，可编绘出土地利用现状图、植被分布图、地形地貌图、水系图、气候图、交通规划图等一系列社会经济指标统计图，也可进行多种专题图的重叠而获得综合信息。实现对具有时空变化特点的农业资源存量和价值量的测算以及资源现状、潜力和质量的客观评估，从而真实反映农业资源状况，为科学利用和管理农业资源提供强有力的决策依据。

三、遥感技术在德国农业上的应用

德国农业机械化程度很高，遥感技术和机器耕作的结合大大提高了农业生产效率、降低了成本。在大型农机上安装接收机，接收卫星信号，经电脑处理、分析和综合，根据土地和作物情况确定播种、施肥和用药量，可节省10％的肥料和23％的农药。遥感技术在病虫害检测和预报方面也得到了广泛应用，人们根据遥感卫星提供的数据建立预报模型，尽可能准确地作短期预报。

四．遥感技术在我国的发展状况

1、农作物长势监测和估产

    遥感技术具有客观及时的特点，可以在短期内连续获取大范围的地面信息，用于农情监测具有得天独厚的优势。近20多年，农作物遥感监测一直是遥感应用的一个重要主题。从“七五”利用气象卫星数据进行北方十一省市小麦估产起步，经过“八五”重点产粮区主要农作物估产研究，到“九五”建立全国遥感估产系统，使我国的遥感技术在农业领域的应用不断向实用化迈进。目前已经具有对全国冬小麦、春小麦、早稻、晚稻、双季稻、玉米和大豆等农作物的估产及其长势监测的能力，在作物收割前2-4周提供作物播种面积和总产数据，每10天提供一次作物长势监测结果。这些信息为国家掌握粮食生产、粮食储运、粮食调配和粮食安全提 供了及时、准确的服务。

  中国科学院建成了“中国农情遥感速报系统”，该系统包括作物长势监测、主要作物产量预测、粮食产量预测、时空结构监测和粮食供需平衡预警等5个子系统，可 实现全国范围主要农作物的长势监测、单产预测与估算、作物种植面积提取、种植结构变化监测、粮食总产分析计算、耕地复种指数获取、农业气象分析、农作物旱 情遥感监测等农情监测业务，并能获取全球主要农业国家的作物长势遥感监测和重点产粮国的总产预测等信息。

  自1998年建设运行以来，该系统每年监测和预测 的信息被国家发改委、国家粮食局

、农业部等部门及一些省市应用。

农业部组织研发并投入业务运行的“国家农业遥感监测系统（CHARMS）”，可定期监测和评价全国大宗农作物面积、长势和产量、草地产草量和草地退化、农业土地资源、土壤墒情、农业灾害等主要农业动态信息，为农业结构调整、粮食安全预警和农业宏观决策提供可靠的技术支撑。

  浙江大学1983年开始水稻卫星遥感估产研究，攻克了南方水稻卫星遥感估产的许多常规技术难以解决的难题。1999年建成的“浙江省水稻卫星遥感估产运行系统”，经过2年的试运行估产精度达到95%左右 ，已被浙江省政府采用，2001年投入正式业务化运行。

这些业务运行系统的建成和使用，为科学合理地制定国家和区域经济社会发展规划、制定农产品进出口政策和计划、调控粮食市场、及时合理安排地区间的粮食运输调度、宏观指导和调控种植业结构、提高相关企业与农民的经营管理水平等做出了积极贡献， 标志着我国作物长势监测与估产已进入新的阶段。

 2014年11月5日-9日，第二十一届中国杨凌农业高新科技成果博览会在杨凌示范区隆重举行。科技部“十二五”国家科技支撑计划“旱区多遥感平台农田信息精准获取技术集成与应用”项目成果参展并进行了推介

在本届农高会上，杨凌示范区科技信息中心、北京农业信息技术研究中心、中国农科院资源区划研究所、北京大学、中国农业机械化科学研究院、西北农林科技大学、中国农业大学等项目参研单位组成参展团队共展出农田信息协同获取和作物精准监测关键技术，农业无人机遥感技术，耕地养分质 量、生产力水平等关键指标的遥感监测技术，农业灾害监测评价等技术成果30余项，现场展示了耕地质量野外快速调查终端、八旋翼无人机、多光谱相机、热像仪、成像高光谱仪、车载式作物冠层光谱监测系统、车载式多光谱图像采集系统等10余件展品，并面向国内外展示了农业遥感信息即时服务和精准作业系统集成平台。

1、在资源监测方面

2. 作物监测方面

   利用遥感对作物进行监测包括农作物面积、长势情况、产量估算、土壤墒情、病虫害等作物信息监测。

• 基于作物特有的波谱反射特征

• 利用遥感手段对作物产量进行监测预报

• 利用影像的光谱信息可以反演作物的生长信息（如LAL 生物量）

• 通过建立生长信息与产量问的关联模型

• 获得作物产量信息

• 常用植被指数作为评价作物生长状况的标准

                            归一化植被指数监测图

                         不同麦苗情况在遥感图像上表现的特征

3、灾害监测

  遥感是灾害应急监测和评估工作一种重要的技术手段，可以对如旱灾、洪涝等重大农业自然灾害进行动态监测和灾情评估，监测其发生情况、影响范围、受灾面积、 受灾程度，进行灾害预警和灾后补救，减轻自然灾害给农业生产所造成的损失。而由于近年来我国自然灾害频发，遥感应急监测是当前农业领域的应用热点之一。

   结合陆地卫星与气象卫星所获得的资料

• 利用当时的卫星影像与常年卫星影像进行对比

• 获得有关灾害的成灾面积和灾情程度的较准确的结果

• 监测灾害发生情况、影响范围、受灾面积、受灾程度

• 进行灾害预警和灾后补救

• 减轻自然灾害给农业生产所造成的损失

4.火灾的监测