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摄影测量与遥感在农业领域的典型应用
  

  近年来,摄影测量与遥感技术已在农业领域得到了广泛的应用,主要体现在以下两个方面:

  一、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。

  

中国农情遥感速报系统框架

  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。

  

国家农业遥感监测系统

  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。

  二、精准农业

  北京市农林科学院通过农业定量遥感反演农学参数,监测作物长势、养分、水分、墒情等,预测作物产量品质,结合作物生长模型技术,开发出了基于遥感的精准农业水分处方决策技术,研究成果填补了我国在该领域的空白。

  在精准农业作物信息遥感获取理论和方法方面,突破了作物长势、养分等信息的遥感获取关键技术,开发出了作物叶面积指数(LAI)、氮素、叶绿素、水分等系列探测仪器设备,建立了基于多时相、多光谱、多角度的作物株型结构参数探测模型,提高了作物LAI和长势的遥感监测精度,提出了作物荧光被动遥感探测技术方法和基于红边特征、弱水汽吸收特征的植株水分光谱探测方法,建立了作物冠层组分垂直分布梯度与营养诊断应用模型。

  为解决农田信息快速获取的瓶颈问题,构建了基于多平台、多源遥感信息融合的作物信息获取体系,提出了以星-机-地同步观测实验为基础、生化组分遥感填图为手段、作物C/N代谢平衡和优质均一化产品为应用目标的农学参量定量反演综合方法,实现了遥感“面状信息”与地面 “点状信息”有机融合,显著提高了作物、土壤信息获取精度和判读能力。

  针对不同生产条件,提出了基于遥感技术的作物精准变量施肥系列算法,开发了基于遥感和作物生长模型同化的作物精准肥水处方决策系统,可提供作物长势、旱情指数和预测产量等空间专题图,生成基于像元、农机作业单元、作业区和地块的精准肥水管理决策处方,为田间精准管理作业提供科学支持,并连续开展了多年的精准农业示范应用,节肥、节水、增产效果显著。

  

遥感在精准农业中的应用

  

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