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遥感技术在农业中的应用

2020-02-25杨龙

中国应急管理科学 2020年8期
关键词:应用进展遥感技术农业

摘  要:我国是农业大国,且农业对于经济发展至关重要。农作物的生长受到气候和栽培技术的影响,需要利用遥感技术促进农业的发展。本文首先介绍了遥感在农业领域的应用,然后阐述遥感在当前农业应用中的进展,然后分析了我国遥感技术在农业应用中的发展,希望可以为我国农业遥感技术发展提供参考。

关键词:遥感技术;农业;应用进展

遥感技术是可以获得地表物理性质和几何形状的技术。最早的遥感图像解译是通过目视判断,随着我国科学技术的发展,解译技术也随之发展,可以利用计算机对原始遥感影像进行图像变化、图像增强和几何校正等吹了,然后利用遥感软件进行进一步处理,最终通过专业人员经验进行解译,从而形成具有特征的遥感影像。目前,遥感影像分为多光谱和高光谱遥感。高光谱遥感可以对覆盖物体进行探测,可以对植物生态系统的物理参数进行准确的估计,包括:土壤的参数、土壤特征和水分等。

一、遥感在农业领域的应用

遥感技术可以获得大量的信息,具有覆盖广、多分辨率等特点,这也是遥感数据的重要优点。农业领域中要应用遥感技术是农业科学与遥感的结合,可以对农业资源、农作物的生长和灾害情况进行及时的掌握,在农业评估及调查方面效果显著,具有特殊的监测和管理作用。现代农业遥感属于新型技术,可以对水库水面和湖泊进行监测,评价区域的水资源情况和农业干旱,并可以进行农作物的质量监测。

二、遥感在当前农业应用中的进展

目前,现代化农业追求的是高质量、安全、精准和高效的目标,精准农业需要大量的信息采集,例如:农作物病虫害、农作物生长情况和作物产量等,需要对农业信息进行准确的预测,为农业信息管理提供支撑。目前,我国的遥感技术在农业领域应用虽取得一定进展,但是仍处于初期阶段。农业遥感今后需要提高应用水平和研究力度。通过与3S技术的结合,可以应用在农业资源探勘、农业建设和农业生产管理中,为农业部门的科学决策提供参考。高光谱遥感技术与无人机配合,在未来也有广阔的应用前景。

1.高光谱遥感在农业遥感中的应用

高光谱遥感对于农作物不会造成损害,因此可以对农作物叶片面积进行监测。这种技术克服了传统遥感技术农作物叶片面积指数时间长的问题,可以获得最准确的监测数据。通过应用高光谱遥感,可以获得农作物叶面积指数,建立遥感反演模型。例如:利用地物光谱对特定波段范围内的小麦反射率进行测定,分析小麦形成光谱曲线。通过监测可以建立遥感反演模型,用模型值与实际值进行对比,从而提高遥感反演的精度。目前,我国农业现代化中主要的方向就是精细农业,因此利用高光谱遥感技术可以实现准确和快速的目标,并且不会造成农作物的损害。精细农业可以通过科学的管理系统对农业资源进行规划,保证环境不受到污染,提高农作物的产量的质量。结合农业精细化对数据信息的要求,传统的分析方法并不适用。因此,3S技术在农业监测中广泛应用,利用高光谱技术可以获得更加准确的农作物参数,提高农作物的管理效果。高光谱遥感技术还可以对农作物质量进行监测,通过对农作物不同时期的数据特征的分析,预测农作物的产量,目前主要是应用在不同农作物种植面积和产量监测的数据存储。虽然高光谱技术可以提供准确的数据,但还需要加大研究力度。探索如何将高光谱遥感技术用于农业光谱信息的数据库,提高农业信息监测模型的适用范围。

2.无人机遥感在农业中的研究进展

(1) 病虫害监测

利用红外技术对农作物实时监测可以反映农作物病虫害情况。农作物在正常情况下,蒸腾作用是通过气孔来控制的,从而保证农作物的温度恒定。如果发生病虫害后,叶面就会出现病变。病原菌对作物蒸腾作用会出现显著的影响,造成侵染部分温度的升降。通常植物易感会使气孔开度失调,导致蒸腾作用高于健康的区域。蒸腾作用显著会造成区域温度的降低,叶面温差要高于正常叶片,直至坏死的细胞死亡,蒸腾作用会全部消失。通过以上原理可以实现对农作物病虫害情况进行分析。

(2) 农田空间信息

农田空间信息包括地理坐标信息,通过机械设备对农作物分类信息进行识别。通过无人机可以识别农田边界对种植面积进行估算。农田面积的传统测量方式,具有时效性差和边界差异大的问题,不能实现精准的农业监测。而无人机可以实现农田空间信息的准确获取,具有传统测量不能完成的优势。无人机进行图像航拍可以识别农田基本空间信息。随着空间定位信息的发展,提高了农田定位信息的精度,随着无人机影像分辨率的提高,引入地形和坡度等信息,可以实现准确的农田空间信息监测。

(3)作物生长信息

很多信息都可以反映农作物的生长情况,例如:表型参数或营养指标等。包括:植被覆盖度和叶面积指数等,各种的信息的相互联系,可以共同反映作物的生长情况,从而预测农作物的产量。

三、我国遥感技术在农业应用中的发展

我国主要的粮食产区,建立了产量估算信息系统,冬小麦遥感产量估算操作系统是RS与GIS技术相结合的产物。可以将产量估算系统集成在计算机系统中,实现数字化操作,对各种产量的结果进行估算。进行大量的研究表明:利用遥感产量估算系统可以对大面积作物产量估算精度超过90%,随着系统的长期应用,估算精度会提高,且成本会降低。同时,我国为了更好的掌握农业种植情况,研发作物产量估算的实用操作系统,也取得了较好的效果。

四、结语

随着我国基础设施的不断完善,高分辨率的对地观测系统也开始逐步建设,我国会拥有更多的国产资源调研卫星。同时,利用大数据和人工智能技术,可以更好促进现代化农业的发展,是我国的农业遥感技术进一步提升,更好的应用于实际的生产中。

参考文献:

[1]遥感技术在农业中的应用与发展[J].伊长瑞.种子科技.2019(02)

[2]浅析遥感技术在农业信息化中的应用[J].孟颖晨.种子科技.2019(04)

[3]遥感技术在农业中的应用[J].刘雪丽,付友生,刘丹,王锐,李模其.现代化农业.2018(10)

[4]遥感技术在农业和畜牧业中的应用[J].杜欣,扎西貢布,格桑,拉巴顿珠,德央,群宗.中国科技信息.2014(13)

[5]遥感技术在作物生长监测与估产中的应用分析[J].孟颖晨.粮食科技与经济.2019(05)

作者简介:杨龙(1980.2.4-),男,汉族,黑龙江大庆人,助理农业师,研究方向:农业遥感技术或无人机在农业中应用。

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