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农业遥感:修炼灾情监测的“火眼金睛”

时间:2020-08-27 

  7月26日,长江2020年第3号洪水变成。本年汛期以后,我邦洪涝灾殃较往年特别重要,天下数百条河道爆发了超警卫线洪水,南方众省份受灾重要。

  农业临盆受形象前提影响很大,农业遥感监测时间因其宏观性、经济性、动态性、时效性等特色,正渐渐成为我邦农业灾殃监测的要紧本事。通过这一有力用具实时、确实、客观获取的农业灾殃繁荣动态消息,成为决议部分制订防灾减灾计划的要紧依照。

  遥感时间操纵犹如为农业灾情监控装上了“天”眼,只是尚有待不断修炼,方能成绩辨“妖”识“魔”的“火眼金睛”。

  重要的农业灾殃会酿成农作物大幅减产,给农业临盆、经济运转带来较大压力。近年来,遥感时间高空间、高岁月、高光谱诀别才具的擢升,为科学家行使其获取农情消息、农业灾殃消息,加快繁荣灵敏农业供应了机会。

  中邦农业科学院农业资源与农业区划咨询所(以下简称资划所)咨询员王利民永恒从事农情遥感咨询。他告诉《中邦科学报》,遥感时间的特性正在于不妨获取严密化的格网数据,即不妨以空间上连绵的手腕监测单元面积内农作物的品种、面积、长势、单产景遇,并估算耕地泥土墒情、病虫害等作物滋长形态和滋长情况消息,餍足指引农业临盆实时性的需求。

  农业旱灾实为我邦最常睹、影响最大的天气灾殃,简单臆度,因干旱酿成粮食减产和经济耗费约占形象灾殃酿成经济总耗费的一半以上。“旱灾最重要的显示,便是农作物长势差了。”王利民呈现,通过与汗青滋长数据比对,就可能判决出旱情的总体趋向。

  正在各样农业灾殃中,洪涝灾殃突发性强、摧残性大、时空漫衍广。王利民先容,洪灾的遥感监测重要通过覆没面积、覆没岁月来评估受灾水准。

  病虫害也是影响我邦农业临盆的重要灾殃之一,病虫害的爆发会导致特定波段反射率显着升高。这是遥感时间不妨火速、确实、尽早地对病虫害的爆发局限和水准举行监测的根本。

  王利民先容,卫星空间诀别率可能分为高、中、低空间诀别率,目前利用较众的是10~30米之间的平分辨率可睹光数据。

  “跟着高分专项的繁荣,我邦农业遥感监测利用的卫星数据空间诀别率可能抵达米级,中邦区域农业主产区的回访周期抵达5天把握。这个时空诀别率程度基础餍足了事势限农业资源遥感监测估算的需求,而且也分身了必定的经济本钱。”资划所咨询员吴文斌告诉《中邦科学报》。

  目前,遥感时间正在我邦农业资源、农情遥感监测中的操纵广大且深切,正在我邦东北地域、新疆维吾尔自治区等类型领域化种植区域的操纵上更具上风。

  克日,东北农业大学传授刘焕军说到黑龙江正在农业遥感中的上风。他以为,一方面是黑龙江可耕地田块大,相对规整,种植境况相对容易;另一方面是本地云雾少,可获取的卫星影像就会相对较众。

  但正在我邦系列遥感卫星,特别是高分系列卫星升空之前,农业遥感数据重要寄托海外数据源。分别单元的科研职员合买海外卫星的遥感数据,是农业科研圈每年要阅历的一件大事。

  “跟着搭载农业需求的高分系列卫星发射凯旋,海外卫星数据的售价大幅度低浸,几种常用的遥感数据目前都直接免费盛开了。”王利民呈现。

  高品格卫星平台的研制对我邦农业遥感以致农业周围咨询程度擢升,外现着要紧效率。

  2019年,我邦首颗达成农业精准观测的高分六号遥感卫星正式进入利用。它初次填充了能有用反应作物特有光谱个性的“红边”波段,不妨达成对玉米、大豆、棉花等同期滋长的大宗作物,以及其他大面积种植的经济作物的有用识别。

  正在邦度合系课题的资助下,针对高分六号卫星农业操纵,农业科研与营业部分展开了编制通盘的咨询,得到了少许转机。

  “固然咱们现正在还是须要寄托海外数据,但以邦产卫星为主体的数据编制逐渐变成,保险才具取得明显改正。”吴文斌说。

  我邦农业临盆的空间众样性、时令众变性和种植杂乱性,对遥感卫星的空间诀别率、时效性、谱段载荷等都提出了很高的哀求。受访者向《中邦科学报》夸大,高分六号卫星与高分一号卫星组网运转,以此大幅普及对农业、林业、草原等资源的监测才具,并非农业专用卫星。

  相较之下,欧美日等邦度和地域,已有众颗/组农业遥感卫星和星座接踵发射、正在轨组网操纵。

  王利民说,与邦度农业资源遥感监测的需求比拟,目今用于农业资源遥感监测的卫星资源照旧缺乏。踊跃寻找农作物敏锐波段,有针对性地展开农业资源卫星筑筑,无论是众行业共用卫星,仍是农业专属卫星,都是我邦航天强邦筑筑的构成局限。

  从空间诀别率的餍足水准看,高分六号卫星16米空间诀别率的载荷,对付事势限、大宗农作物趋向性的监测是实用的也是高效的。但跟着我邦农业当代化的繁荣,更高诀别率的卫星数据才智餍足一向擢升的精准农业需求,以及耕地地块较为破裂区域的监测需求。

  除卫星时间自己外,吴文斌以为,卫星工业化操纵繁荣仍缺乏,以致遥感数据未能走进千家万户和田间地头,这是我邦农业遥感工业与农业科技荣华邦度的另一差异。

  “美邦、欧盟等荣华邦度正在卫星操纵中心时间研发上起步早,正在对地观测数据获取、数据诊断与发现、数据共享与决议撑持编制研发等方面处于领先身分,卫星观测时间曾经广大操纵于本邦或环球农业监测。我邦卫星操纵用户众为政府,以效劳计谋决议料理为主,工业化繁荣仍缺乏,卫星操纵正在良众地方仍是盆景。”吴文斌说。

  他以为,题目的中心正在于:第一,我邦农业总体上处于小农种植形式,农业领域化筹办缺乏,筹办主体对遥感操纵的需求动力缺乏;第二,卫星应器械有时间聚集型和资金聚集型特性,卫星数据的获取、管束与理解等门槛对比高,面向操纵的中心要害时间研发缺乏,科技供应落伍于工业需求,使得遥感操纵还没有普通化。

  目前也有农业保障公司将遥感数据纳入理赔依照,以普及农业承保和理赔精度与服从,也为农人尽速获取保障定损补偿供应助助。

  只是,吴文斌指出,农业遥感数据管束的专业性强,要与农学常识模子深度统一,与计划机视觉、深度进修等人工智能手腕集成,修筑动植物临盆监测、识别、诊断、模仿与调控的专有模子和算法举行理解,凡是的贸易公司并不具备这些才具。

  “能做出科学诊断才智显示遥感数据的价钱。”因而,吴文斌以为,若何调动众方主体踊跃性是紧迫须要治理的要害题目。

  目前,政产学研一体化繁荣形式、立异链和创业链双向统一形式尚未有用征战,撑持卫星工业化操纵的“时间+贸易形式+金融效劳”的数字化生态尚未变成。这使得卫星操纵集成化不敷、经济效益不高,障碍了卫星操纵时间的更新迭代和良性繁荣。

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