人造衛(wèi)星能為農(nóng)業(yè)做什么？從調(diào)節(jié)“蒜你狠”到全球估產(chǎn)

經(jīng)過(guò)近40年的發(fā)展，監(jiān)測(cè)領(lǐng)域已經(jīng)拓展到農(nóng)作物估產(chǎn)、農(nóng)業(yè)災(zāi)害、農(nóng)業(yè)重點(diǎn)工程、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、漁情漁汛、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展等領(lǐng)域

10月5日2時(shí)51分，我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了高分十號(hào)衛(wèi)星。

據(jù)介紹，該衛(wèi)星的地面像元分辨率可達(dá)亞米級(jí)（空間分辨率小于1米），將在國(guó)土資源調(diào)查、土地確權(quán)、城市規(guī)劃、路網(wǎng)設(shè)計(jì)，以及農(nóng)作物估產(chǎn)和防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

早在上世紀(jì)80年代，我國(guó)就開(kāi)始了農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用，經(jīng)過(guò)近40年的發(fā)展，監(jiān)測(cè)領(lǐng)域已經(jīng)拓展到農(nóng)作物估產(chǎn)、農(nóng)業(yè)災(zāi)害、農(nóng)業(yè)重點(diǎn)工程、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、漁情漁汛、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展等領(lǐng)域，衛(wèi)星遙感技術(shù)已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域重要的信息來(lái)源。

10月9日，為了解衛(wèi)星遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的具體細(xì)節(jié)，新京報(bào)記者來(lái)到中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，采訪了劉佳研究員，她向記者介紹了衛(wèi)星數(shù)據(jù)在我國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域的應(yīng)用概況。
 

中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究員劉佳。新京報(bào)記者 王穎 攝

監(jiān)測(cè)，天空地一體的數(shù)據(jù)采集

劉佳介紹說(shuō)，“從目前的數(shù)據(jù)源來(lái)看，遙感監(jiān)測(cè)體系大致可以分為五層，一層是離地36000千米的地球同步衛(wèi)星，主要進(jìn)行大范圍、高頻次的定點(diǎn)觀測(cè)。第二層是離地500到1500千米的極軌衛(wèi)星系列，也是當(dāng)前最為主要遙感數(shù)據(jù)源，主要進(jìn)行中高分辨率的遙感影像采集。第三層是離地500到2000米的有人機(jī)，主要進(jìn)行甚高分辨率遙感影像采集。第四層是離地50到500米的無(wú)人機(jī)，進(jìn)行高分辨率遙感影像采集。第五層是地面監(jiān)測(cè)平臺(tái)，包括地面樣方、地下樣點(diǎn)的實(shí)際采集。”

“上個(gè)世紀(jì)，農(nóng)業(yè)遙感應(yīng)用主要采用國(guó)外數(shù)據(jù)源，在農(nóng)作物估產(chǎn)領(lǐng)域開(kāi)展應(yīng)用，主要包括農(nóng)作物面積、長(zhǎng)勢(shì)、墑情、產(chǎn)量等內(nèi)容，這也是衛(wèi)星數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)行業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)項(xiàng)目，這個(gè)工作是持續(xù)性的監(jiān)測(cè)工作”。

“進(jìn)入20世紀(jì)以來(lái)，伴隨著我國(guó)航天事業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)在軌運(yùn)行的各類衛(wèi)星數(shù)量已達(dá)數(shù)百顆，再加上有人機(jī)、無(wú)人機(jī)、地面監(jiān)測(cè)站等，針對(duì)農(nóng)業(yè)行業(yè)應(yīng)用，我國(guó)已經(jīng)初步形成了以國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)為主的天空地一體化遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”。

“特別是我國(guó)高分專項(xiàng)的實(shí)施，打破了多年來(lái)農(nóng)業(yè)遙感業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)中高分辨率遙感數(shù)據(jù)依賴外國(guó)衛(wèi)星的局面。目前，在軌高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)已成為農(nóng)業(yè)遙感的主要數(shù)據(jù)源之一，廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物估產(chǎn)、農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、農(nóng)業(yè)工程規(guī)劃與項(xiàng)目管理、農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測(cè)與損失評(píng)估等領(lǐng)域中，為穩(wěn)定糧食生產(chǎn)、疫情災(zāi)害防控、發(fā)展鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)、改善農(nóng)村人居環(huán)境提供信息支持。特別是在冬小麥和北方水稻等作物種植面積監(jiān)測(cè)、北方設(shè)施農(nóng)業(yè)分布調(diào)查、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)域監(jiān)測(cè)等業(yè)務(wù)工作中，高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)已全部取代國(guó)外同類數(shù)據(jù)”，劉佳說(shuō)。
 

內(nèi)蒙古玉米大豆面積監(jiān)測(cè)。新京報(bào)記者 王穎 攝

農(nóng)作物監(jiān)測(cè)，包括生長(zhǎng)情況環(huán)境變化等

不同層次的遙感設(shè)備承擔(dān)著不同的任務(wù)，劉佳說(shuō)，“比如無(wú)人機(jī)和有人機(jī)，都是采集高分辨率遙感影像的，但兩者也有區(qū)別，有人機(jī)影響更豐富，工作范圍也更大，無(wú)人機(jī)工作范圍較小，但能夠較地采集一個(gè)小區(qū)域內(nèi)的信息。地面監(jiān)測(cè)設(shè)備，則更注重于土壤溫度、濕度、酸堿度等方面的信息采集”。

除了光學(xué)監(jiān)測(cè)和采集之外，雷達(dá)也是重要的信息來(lái)源，“雷達(dá)是全天候的，比如陰天、夜間等，普通的光學(xué)監(jiān)測(cè)會(huì)受到較大的影響，但雷達(dá)受到的影響就比較小，仍可以工作。此外，還有人工監(jiān)測(cè)，就是人拿著設(shè)備到地頭采集信息，這也是一種信息源的補(bǔ)充”。

相對(duì)于傳統(tǒng)的人力觀測(cè)和采集，天空地一體化的監(jiān)測(cè)更加和詳實(shí)，劉佳說(shuō)，“首先是監(jiān)測(cè)范圍更廣，通過(guò)衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)大面積同步觀測(cè)，如果用人力的話，僅僅是觀測(cè)同一種作物，要收集的數(shù)據(jù)，需要耗費(fèi)大量的人力物力。第二是更新快，衛(wèi)星在天上會(huì)定期拍照、采集數(shù)據(jù)，最快可以達(dá)到每十幾秒拍一張照片。但并不是所有的數(shù)據(jù)采集都需要這么密集的更新，根據(jù)情況不同，一般10到40天更新一次 。第三是信息更豐富，農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況、生長(zhǎng)環(huán)境的變化等，都在觀測(cè)范圍內(nèi)”。
 

內(nèi)蒙古東四盟春玉米籽粒蛋白質(zhì)含量分布。受訪者供圖