淺析遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用

郭良琴

摘 要：在農(nóng)業(yè)發(fā)展的過程中，遙感技術(shù)的使用和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)農(nóng)業(yè)向著現(xiàn)代化的方向發(fā)展。遙感技術(shù)的使用能夠獲取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一些數(shù)據(jù)，清晰地演示出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的時(shí)空信息變化，該技術(shù)的使用對農(nóng)業(yè)的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。本文主要闡述了遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的實(shí)際應(yīng)用，希望為相關(guān)的工作人員提供參考。

關(guān)鍵詞：

遙感技術(shù);農(nóng)作物估產(chǎn);病蟲害監(jiān)測;遙感應(yīng)用

中圖分類號：S-1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200315013

前言

農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為人類生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了最根本的物質(zhì)條件。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對農(nóng)業(yè)環(huán)境、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源、農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害等的監(jiān)控可以正確引導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提高農(nóng)業(yè)整體生產(chǎn)能力，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)監(jiān)測手段存在耗時(shí)長、效率較低、費(fèi)力等不足之處。興起于20世紀(jì)60年代的遙感對地觀測技術(shù)以其經(jīng)濟(jì)性、動態(tài)性和時(shí)效性等優(yōu)勢提供了一種新的監(jiān)測手段，這在一定程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)的不足之處，在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)作物估產(chǎn)、病蟲害監(jiān)測等方面，取得明顯成效。

1?遙感技術(shù)的概述

1.1?遙感技術(shù)的含義

遙感即遙遠(yuǎn)的感知。遙感技術(shù)需要憑借一些探測儀器，不直接接觸被監(jiān)測的對象，遠(yuǎn)距離不接觸目標(biāo)獲取電磁波形，通過對電磁波形的特征進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)距離被測物體的監(jiān)測分析，及時(shí)地掌握被測目標(biāo)的特點(diǎn)和變化。遙感技術(shù)在20世紀(jì)60年代出現(xiàn)，主要的遙感技術(shù)需要依據(jù)一定的基礎(chǔ)知識，如物理知識、數(shù)學(xué)知識和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識等。遙感技術(shù)在誕生之初主要應(yīng)用于軍事，到了20世紀(jì)80年代，該技術(shù)開始逐漸在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，不僅提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率，同時(shí)降低了農(nóng)業(yè)災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，因而得到應(yīng)用和推廣。

1.2?遙感技術(shù)的主要特征

遙感技術(shù)主要有以下幾方面的特征：信息收集的范圍比較廣。應(yīng)用遙感技術(shù)可以利用不同的遙感平臺在各種不同的高度實(shí)現(xiàn)對地觀測，這在一定程度上提高了信息收集的范圍和廣度;獲得速度快。衛(wèi)星圍繞地球周期性運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠準(zhǔn)時(shí)獲取最新的地物信息資料，不僅能夠更換原來的資料，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對地物的動態(tài)監(jiān)測;獲得信息限制條件少。世界上的很多地區(qū)氣候惡劣，人類難以達(dá)到，遙感技術(shù)能夠在空中實(shí)現(xiàn)對地面的監(jiān)測，受外界限制較少;獲取信息的方法多。光譜信息有比較常見的可見光，也包括紫外線、紅外線、微波等。除地表信息外，還可以探測一定深度的目標(biāo)對象的信息。要結(jié)合具體的任務(wù)，選取合適的遙感平臺收集目標(biāo)物的特征光譜信息。

2?遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的使用

2.1?農(nóng)作物估產(chǎn)

通過遙感技術(shù)能夠準(zhǔn)確獲取某一地區(qū)的農(nóng)作物播種信息，對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理可得出該農(nóng)作物具體的播種面積，然后可以預(yù)算該地區(qū)的糧食產(chǎn)量。美國是最早將遙感技術(shù)應(yīng)用于作物估產(chǎn)的國家，除本國外，美國還對世界多國的多種農(nóng)作物進(jìn)行生長評估和產(chǎn)量預(yù)報(bào)，在世界糧食貿(mào)易中受益巨大。我國的農(nóng)作物估產(chǎn)研究起始于20世紀(jì)80年代，發(fā)展至今也取得了一定的成果。1998年中國農(nóng)科院區(qū)劃所在農(nóng)業(yè)部的領(lǐng)導(dǎo)支持下，組織全國農(nóng)業(yè)遙感的科研力量，建立了“全國主要農(nóng)作物遙感估產(chǎn)業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)”，對水稻、玉米、小麥、油菜、大豆、棉花等主要農(nóng)作物的面積變化、單產(chǎn)、總產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)測，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理部門的生產(chǎn)決策提供服務(wù)。

2.2?對作物長勢的動態(tài)監(jiān)測

遙感技術(shù)在農(nóng)作物長勢的動態(tài)監(jiān)測方面具有較大優(yōu)勢。農(nóng)作物在生長發(fā)育的不同階段，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部形態(tài)存在一定的周期性和差別性的變化。在對農(nóng)作物監(jiān)測過程中，通過高光譜遙感影像反映出不同農(nóng)作物特征，得到對應(yīng)的農(nóng)作物種植區(qū)域、面積等信息，并對農(nóng)作物長勢進(jìn)行監(jiān)測，從而為科學(xué)地管理提供幫助，為更好地指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。此外，對農(nóng)作物長勢的監(jiān)測還能夠及時(shí)地監(jiān)測病蟲害發(fā)生情況，降低病蟲害造成的損失。

2.3?對農(nóng)作物病蟲害的遙感監(jiān)測

農(nóng)作物病蟲害在我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重發(fā)、多發(fā)、頻發(fā)、廣發(fā)。相關(guān)研究顯示，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的病蟲害是阻礙農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，在全世界每年被病蟲害奪去的糧食量為總量的20%～40%?，F(xiàn)階段，我國的農(nóng)業(yè)病蟲害發(fā)生呈現(xiàn)增加和加深的趨勢。在很長的一段時(shí)間內(nèi)，我國對病蟲害的主要監(jiān)測手段是取樣實(shí)地調(diào)查和監(jiān)測等，這些方式在一定程度上對病蟲害的防、治發(fā)揮了重要的作用。但是該手段耗時(shí)耗力成本高，同時(shí)取樣的范圍也有限。早在20世紀(jì)20年代人們便利用遙感技術(shù)監(jiān)測農(nóng)作物病蟲害。利用遙感技術(shù)監(jiān)測農(nóng)作物病蟲害能夠?qū)崿F(xiàn)快速、動態(tài)、無損、大面積地進(jìn)行作物病蟲害的監(jiān)測防治，一些國家已經(jīng)使用該種技術(shù)消滅了一些病蟲害。利用遙感技術(shù)和其它自然災(zāi)害的實(shí)際應(yīng)用模型，還可以有效監(jiān)測農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中旱災(zāi)、洪澇、凍害等的發(fā)生、發(fā)展、災(zāi)情、損失等，不僅縮短災(zāi)害監(jiān)測的時(shí)間，還可以在第一時(shí)間內(nèi)獲取到災(zāi)害信息資料，為建立準(zhǔn)確數(shù)據(jù)模型提供了有利條件。

2.4?農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測

遙感技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對土壤鹽堿性、土壤腐蝕及其分布區(qū)域進(jìn)行分析，監(jiān)測并發(fā)現(xiàn)其變化趨勢。遙感技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)對土壤中的水分和農(nóng)作物的生長環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，為農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供科學(xué)的指導(dǎo)。2000年開始，農(nóng)業(yè)部遙感應(yīng)用中心和中國農(nóng)科院區(qū)劃所對我國北方草地的長勢、產(chǎn)量、退化、沙化、耕地與草地面積變化等進(jìn)行了監(jiān)測，其監(jiān)測結(jié)果每年向農(nóng)業(yè)部上報(bào)，為草原與畜牧業(yè)管理決策提供了有價(jià)值的信息。

2.5?農(nóng)業(yè)用水監(jiān)測

遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)用水監(jiān)測方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾方面：通過紅外遙感對水資源的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測;通過衛(wèi)星數(shù)據(jù)對被污染水體中的葉綠素含量進(jìn)行監(jiān)測，定量劃分出具體的污染范圍;為水體的富營養(yǎng)化研究提供數(shù)據(jù)支持;通過遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對我國一些地區(qū)的大河、大湖和水庫水質(zhì)的監(jiān)測。

2.6?對農(nóng)作物養(yǎng)分的診斷和監(jiān)測

高光譜分辨率遙感是利用很連續(xù)而窄的光譜通道對地物持續(xù)遙感成像的技術(shù)。高光譜遙感的光譜通道可達(dá)數(shù)百個(gè)以上，而且各光譜通道間往往是連續(xù)的，因此，光譜信息量、光譜分辨率、對地物的識別能力都得到了很大的提高。農(nóng)作物在生長的過程中需要大量的養(yǎng)分，如氮、磷、鉀等，其營養(yǎng)情況直接影響作物的產(chǎn)量。作物的營養(yǎng)情況決定了作物的生理特征，作物的生理特征可以在作物葉片的光譜特征上得到直接反映。高光譜遙感技術(shù)可以分辨作物葉片光譜特征的細(xì)微差別，分析其差異性可以監(jiān)測作物的養(yǎng)分狀況，為發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供快速、準(zhǔn)確、動態(tài)的數(shù)據(jù)支持。

3?遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的發(fā)展趨勢

隨著經(jīng)濟(jì)水平的提升和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)應(yīng)用取得了長足的進(jìn)步。在國家的衛(wèi)星發(fā)展計(jì)劃下，先后發(fā)射或準(zhǔn)備發(fā)射中巴系列、遙感系列、環(huán)境系列、資源系列、高分系列衛(wèi)星，遙感衛(wèi)星的發(fā)展極大地帶動了遙感技術(shù)的發(fā)展;在作物估產(chǎn)、災(zāi)害監(jiān)測、土地利用調(diào)查、農(nóng)村土地確權(quán)、“兩區(qū)”劃定及建設(shè)等國家重大工程的實(shí)施中和長期的遙感應(yīng)用實(shí)踐中積累了豐富的知識經(jīng)驗(yàn)、信息處理方法、背景數(shù)據(jù)庫、遙感信息模子;遙感技術(shù)向高空間分辨率、高光譜、高時(shí)間分辨率方向發(fā)展，田塊尺度的時(shí)空動態(tài)精準(zhǔn)監(jiān)測技術(shù)日益成熟。遙感技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的新技術(shù)、新手段要向更深、更寬、更精的方向發(fā)展，不斷完善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)遙感監(jiān)測體系的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，擺脫人為因素的影響，拓展遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍，為發(fā)展精密農(nóng)業(yè)、聰慧農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)奠定基礎(chǔ)。

4?結(jié)束語

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用遙感技術(shù)能夠準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地獲得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息，為國家制定相關(guān)政策提供數(shù)據(jù)支持，在一定程度上為完成糧食增產(chǎn)、農(nóng)業(yè)增收和農(nóng)民增效提供了靠譜的技術(shù)服務(wù)。隨著經(jīng)濟(jì)水平的提升和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代信息技術(shù)的協(xié)調(diào)發(fā)展，必會推進(jìn)農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)向?qū)嵱没?、定量化、科學(xué)化、產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，為促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]

周清波，張明偉，陳仲新.對地觀測技術(shù)在糧食安全預(yù)警中的應(yīng)用潛力分析[C].中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會.中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會會議論文集.廣州：中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會，2005（12）：64-68.

[2]湯文靜.遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J].中國農(nóng)業(yè)信息，2016（23）：112.

[3]常江.遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2017（03）：218-219.

（責(zé)任編輯?李媛媛）