遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測中的運用

郭靜 陶志 楊東

摘要：農(nóng)業(yè)是我國發(fā)展結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，確保農(nóng)業(yè)長足發(fā)展是國家發(fā)展根基。從農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看，頻繁出現(xiàn)的自然災(zāi)害對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟造成嚴重損失。因此研究農(nóng)業(yè)災(zāi)害的監(jiān)測具有重要意義。本文根據(jù)筆者多年工作經(jīng)驗，以某省構(gòu)建災(zāi)害遙感動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)為例介紹了遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù)；農(nóng)業(yè)；災(zāi)害監(jiān)測

中圖分類號： TP79 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.16.039

農(nóng)業(yè)災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能造成巨大威脅，并且影響范圍也在不斷擴大。頻繁發(fā)生的災(zāi)害不僅僅降低了農(nóng)作物產(chǎn)量，還影響到了整個農(nóng)業(yè)鏈的發(fā)展。而傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)采用的監(jiān)測災(zāi)害模式費時費力，且誤差較大，在這種形勢下，將遙感技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測中具有一定的現(xiàn)實意義。

1 建立農(nóng)業(yè)災(zāi)害的遙感監(jiān)測體系

某省為農(nóng)業(yè)大省，而災(zāi)害年給該省造成巨大的經(jīng)濟損失。因此該省將遙感技術(shù)應(yīng)用到災(zāi)害監(jiān)測之中，在災(zāi)害來臨之前就采取相應(yīng)的預(yù)防措施，挽回了經(jīng)濟損失。

1.1 監(jiān)測體系的總體框架

應(yīng)用遙控技術(shù)構(gòu)建的監(jiān)測體系主要是由數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層以及模型層共同構(gòu)成。在該體系中數(shù)據(jù)層為基礎(chǔ)，模型層為核心，應(yīng)用層是目標服務(wù)窗口與信息表達窗口。

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能

依據(jù)體系設(shè)計目標，按照結(jié)構(gòu)和功能把應(yīng)用層分成了提取災(zāi)害遙感信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、災(zāi)害等級評級系統(tǒng)以及監(jiān)測結(jié)果顯示和輸出系統(tǒng)。

提取災(zāi)害遙感信息系統(tǒng)：得到遙感數(shù)據(jù)之后，結(jié)合地面調(diào)查以及采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，按照不同災(zāi)害監(jiān)測的要求確定衛(wèi)星數(shù)據(jù)中各種敏感波段，形成提取災(zāi)害信息的模型，提取監(jiān)測信息。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：完備、真實的數(shù)據(jù)庫是發(fā)揮信息系統(tǒng)各種功能的核心與關(guān)鍵。為了實現(xiàn)農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警，系統(tǒng)中就要具備遙感影像庫、地方地理信息庫、農(nóng)業(yè)氣象資料庫、地面調(diào)查數(shù)據(jù)庫等各種數(shù)據(jù)庫。構(gòu)建空間數(shù)據(jù)庫與屬性數(shù)據(jù)庫等各種管理子系統(tǒng)，對各種數(shù)據(jù)實施歸一化處理與一致性檢驗，主要包含了精度、類型、編碼等各種一致性，確?？臻g數(shù)據(jù)和數(shù)學數(shù)據(jù)之間能夠正常匹配。而系統(tǒng)還能夠提供數(shù)據(jù)輸入、刪除、修改、查詢以及檢索服務(wù)。以刪除、添加及修改記錄模式隨時對數(shù)據(jù)庫進行維護與管理。

災(zāi)害等級評價系統(tǒng)：以目前來看，農(nóng)業(yè)災(zāi)害損失具有多面性，應(yīng)該從各種角度去衡量。主要包含了災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失大小、影響范圍以及對人類生產(chǎn)環(huán)境造成的影響等各種指標。按照不同災(zāi)害不同特征以及機理制定評價因子，構(gòu)建評價災(zāi)害指標，采用數(shù)學建模形式建模。再結(jié)合已發(fā)生災(zāi)情等級確定標準，評價現(xiàn)有災(zāi)害。

顯示監(jiān)測結(jié)果和輸出系統(tǒng)：農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)功能主要體現(xiàn)在依靠系統(tǒng)進行表達和傳遞。主要包含了查詢和統(tǒng)計農(nóng)業(yè)災(zāi)害區(qū)域的數(shù)據(jù)、表達和服務(wù)農(nóng)業(yè)災(zāi)害的預(yù)警信息。這個系統(tǒng)輸出主要包含了圖像輸出、頁面設(shè)置、圖表制作以及產(chǎn)品入庫等。

1.3 構(gòu)建地面監(jiān)測和評估網(wǎng)絡(luò)

2015年該省構(gòu)建了50個縣級的地面調(diào)查基地，設(shè)置了149個監(jiān)測樣方。每一個縣都安排了1名專業(yè)技術(shù)監(jiān)測員，從而形成了農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測的地面監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，地面和衛(wèi)星的遙感監(jiān)測體系共同形成了省縣兩級監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，即為地—空三維監(jiān)測體系。從而全面監(jiān)測了洪澇、秸稈焚燒、干旱、雪災(zāi)等各種農(nóng)業(yè)災(zāi)害的監(jiān)測，建立了集3S技術(shù)為一體高時空分辨率的監(jiān)測系統(tǒng)。而地面調(diào)查結(jié)果就給遙感監(jiān)測提供了準確快速的地面信息，從而確保了準確的災(zāi)害監(jiān)測。

按照樣方布設(shè)與觀測要求，定期上報樣方內(nèi)的生產(chǎn)信息以及災(zāi)害信息，同時用拍照記錄樣方內(nèi)的災(zāi)害情況。調(diào)查的主要內(nèi)容包含了農(nóng)作物的生育期、生長狀況、自然災(zāi)害、秸稈焚燒等。在信息中，上報農(nóng)業(yè)災(zāi)害信息主要涵蓋了發(fā)生災(zāi)害的地點及成因，樣方內(nèi)以及周邊區(qū)域災(zāi)情的評定與定性描述，發(fā)生災(zāi)害對農(nóng)作物的產(chǎn)量與長勢造成的影響等各種內(nèi)容。

1.4 遙感技術(shù)的具體應(yīng)用

為了研究利用遙感技術(shù)建立的監(jiān)測體系，本文就干旱、洪澇、病蟲害方面進行闡述。

干旱。在我國農(nóng)業(yè)發(fā)展中，干旱可以說是一種非常常見的自然災(zāi)害，出現(xiàn)干旱常常會給糧食產(chǎn)品及經(jīng)濟帶來巨大的損失。會快速減少土地內(nèi)部的水分，嚴重抑制植物蒸騰作用，造成植物葉片的氣孔時時處于關(guān)閉狀態(tài)而逐漸枯萎。采用遙感技術(shù)就能夠向地面發(fā)生出主動與被動微波，用來檢測地面土壤中的水分，經(jīng)過微波反射的頻率，就能夠檢測出某區(qū)域中的土壤水分，就能夠提前做好防旱措施；洪澇。在各種自然災(zāi)害中，洪澇災(zāi)害屬于一種破壞力極強的災(zāi)害，因具有突然性，一旦發(fā)生就會損失大量財產(chǎn)。洪澇災(zāi)害對農(nóng)業(yè)的破壞主體為洪水，因水體屬于可見光等各種數(shù)據(jù)傳送到遙感衛(wèi)星，因此使用遙感技術(shù)就能夠提取洪澇災(zāi)害中水體的分布面積，從而提前做好相應(yīng)的預(yù)防措施；病蟲害。從農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看，病蟲害也是影響農(nóng)作物的一個重要因素，許多農(nóng)業(yè)病蟲害造成的直接破壞往往帶來不可挽回的經(jīng)濟損失。而遙感技術(shù)因具有高效、快速以及精準的特征，監(jiān)控過程中能夠監(jiān)測大面積農(nóng)田，能夠第一時間發(fā)現(xiàn)農(nóng)田中的病蟲害。因病蟲害對植物生長結(jié)構(gòu)造成破壞，遙感技術(shù)就采用指數(shù)法與紅邊參數(shù)法紅外分析植物，就能夠確定出農(nóng)田有沒有遭受侵害。

2 結(jié)語

在農(nóng)田災(zāi)害監(jiān)測中應(yīng)用遙感技術(shù)，無論是空間性、時效性還是經(jīng)濟上都具有明顯優(yōu)勢。因此現(xiàn)代農(nóng)業(yè)在進行遙感監(jiān)測時，就要應(yīng)用遙感技術(shù)建立監(jiān)測體系，有效提升災(zāi)害的應(yīng)急監(jiān)測能力，促進農(nóng)業(yè)朝著集約化、多元化、可持續(xù)化及信息化方向發(fā)展。

參考文獻

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作者簡介：郭靜，碩士，九江市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測中心，助理農(nóng)藝師，研究方向：海洋微生物。