李荣 周翠芳 何佳

摘 要：目前，应用遥感数据进行作物估产方面的研究较多，但在作物农业气象灾害监测方面的研究较少，遥感数据可以有效填补地面气象观测的空白，同时，可以运用遥感图像在短时间内监测农田中灾害性天气过程结束后作物的受损情况，定量监测农业气象灾害区域、危险程度，对受害作物面积进行分析、计算、评估，并进行灾害演变规律的预测研究，可在一定程度上减少因气象灾害造成的农业生产损失。本论文以玉米为例，基于遥感技术对玉米農业气象灾害的监测与评估展开了深入研究。

关键词：遥感技术；农业气象灾害；监测；评估

一、研究背景

农业气象灾害是指农业生产过程中导致作物显著减产的不利天气或气候异常的总称，是中国最主要的农业自然灾害，约占全部农业自然灾害的70%。农业气象灾害的影响程度取决于气候异常出现的地理环境、 作物种类和物候期等， 一般有干旱灾害、冷冻灾害、暴雨洪涝灾害、风灾、雹灾等。

社会信息化水平的不断提升也为农业的发展带来了全新的契机，很多新型的、智能化的农业生产技术逐渐得到了应用和推广。其中，利用遥感技术来对农业的气象灾害进行检测与评估，能够有效地减少气象灾害对农作物造成的损失。遥感数据可以有效填补地面气象观测的空白，同时，可以运用遥感图像在短时间内监测农田中灾害性天气过程结束后作物的受损情况，定量监测农业气象灾害区域、危险程度，对受害作物面积进行分析、计算、评估，并进行灾害演变规律的预测研究，可在一定程度上减少因气象灾害造成的农业生产损失。

2016年8月12日至25日，石嘴山市出现持续阴雨天气，最大累计降水量达到131.8毫米，最大小时雨强达到37.6毫米/小时，降水天气过程持续时间长、强度大，造成全市50290亩玉米受灾，其中190亩绝收。为了及时了解和掌握此次灾害性天气对石嘴山市主要受灾区玉米造成的损害情况，笔者运用遥感监测方式，对受灾田块进行实地观察和遥感监测。

二、遥感技术在玉米农业气象灾害中的监测与评估

1.遥感监测内容

利用遥感和地理信息系统软件，运用遥感估产和生态分类的方法，以环境减灾卫星数据为主要信息源对石嘴山市平罗县、惠农区主要玉米种植区进行作物识别、种植面积提取，因灾后玉米长势衰减，同一种植区遥感影像光谱特征有差异，根据这一原理对灾前（8月10日左右）和灾后（9月1日左右）的遥感图像进行光谱分析和对比，获取该地区不同受灾程度的玉米地种植面积和空间分布，确定对玉米连阴雨灾害敏感的遥感波段及其组合。

2.作物识别

利用遥感图像识别作物主要是利用其与其他物质波谱反射特征不同进行的。农作物在近红外波段的反射性质主要受叶片内部构造控制，不同类型作物的叶片内部构造的差异导致不同作物叶片在近红外波段反射率有所差别。另外，利用不同作物播种、生育期、收割时间等的不同可有效区分不同作物类型。

3.种植面积提取

玉米估产的关键是进行种植面积提取，利用TM资料进行计算机自动分类，并在GIS 支持下提取种植面积。先将TM 获得的作物种植空间分布的栅格数据转换为矢量数据，录入地理信息系统与其他信息叠加后进行空间分析，确定种植面积数据及空间分布。

4.玉米长势动态监测

利用卫星对不同生长期的植被指数不同对玉米长势进行动态监测，根据光照、温度、水分、土壤等条件在遥感影像表现出的光谱数据的差异，判断玉米的生长状况进行长势监测，从而对最终产量进行预测预报。因归一化植被指数 （NDVI）的变化动态特征与作物的长势之间存在一定的关联性，NDVI值常用来反应作物的生长状况。

三、玉米产量影响因素分析

8月12日至25日石嘴山市出现持续阴雨天气，据实地调查，降雨过后玉米田块出现植株顶部变黄、果穗下垂、玉米根系死亡，严重者植株青枯等早衰现象。通过调查，各乡镇玉米普遍出现早衰现象，经分析，玉米产量主要受气象灾害影响、田间管理不当、玉米生育期、玉米种植制度等因素影响。

1.受气象灾害影响 8月12-25日连续降雨，光照严重不足、田间湿度过大气候条件不利于农作物光合产物的形成，玉米根系长时间浸水无法呼吸以至死亡，同时，低光照、高湿度的天气又有利于农作物病虫害的发生发展。加之降雨天气过程结束后天气暴晴，玉米叶片蒸发量大，根系死亡无吸水能力，造成叶片青枯。

2.玉米田间管理不当 部分农户在8月12-15日对玉米进行灌水，灌水后又遇连续降雨加大了田间湿度；有的玉米田块头水灌溉偏早，不利于根系生长发育，玉米根系不发达抗逆能力差。

3.玉米生育期对产量的影响 据调查，目前，我市玉米处于乳熟灌浆期，有研究表明，作物的生长环境和倒伏发生时期以及倒伏的严重度与作物产量和品质密切相关。乳熟灌浆期是玉米籽粒产量形成的关键期，灌浆特性是玉米生长后期影响产量的主要因素，倒伏影响水分和养分向上输送，进而影响叶片光合产物向果穗的输送，使得同化物积累量受到抑制。从产量构成因素分析，灌浆速率降低导致百粒重和籽粒重下降，是风灾倒伏后造成玉米减产的主要原因。

4.玉米种植制度不合理 玉米种植密度：部分农户玉米种植密度过大，连续降雨后，田间通风透光能力差；玉米种植制度：有些田块由于多年连茬种植玉米，玉米茎基腐病轻度发生。

四、遥感技术在玉米农业气象灾害监测与评估中的发展研究

遥感技术在玉米农业气象灾害监测与评估中的应用还有很大的研究空间，论文在调研的基础上提出了一些可行性的见解和主张：

1.进行灾后的快速响应

利用遥感技术对玉米的种植与生长环境进行监测与评估的主要目的主要体现在两个方面：一是对灾情进行预警监测和评估；二是对灾后的变化动态进行监测和评估。遥感技术应用的重点在于后者。在出现农业气象灾害后，能够对灾后情况的变化进行一个全面地监测，也有利于迅速地做出反应和决策，为最大限度地保全玉米作物创造一个有利的外部环境。同时，灾后的快速响应也对遥感监测系统的智能化水平和实时化程度提出了更高要求。

2.提升遥感监测技术的硬件水平

无论是想要出色地完成遥感预警监测，还是顺利地进行灾后抢险工作，其最为基本的依托就是遥感技术的发展。没有了遥感技术的发展进步，监测资料不全面、评估结果不科学，这都会对玉米的气象灾害的监测与评估产生负面的消极作用。因此，要以当前我国科学技术和信息化发展进步为主要契机，增加在遥感监测领域的技术研发投入，提升遥感监测技术的硬件水平，为玉米气象灾害的监测与评估奠定坚实的物质基础。

3.提升遥感监测与评估人员的专业技能

遥感监测的过程、评估结果的出具、灾前的预警响应以及灾后的抢险措施等等任何一个环节都离不开遥感监测与评估人员的重要作用。可以说，遥感监测与评估人员的水平和技能直接决定着监测的结果。因此，要全面提升遥感监测与评估人员的专业技能。一方面，要注重专业人员的招募与人才的引进，同时还要加强对监测与评估人员展开全方位的培训，以便于更好地实现工作效率的提升；另一方面，从监测与评估人员自身的角度来说，也要将学习与实践紧密结合，在坚持学习全新的遥感监测与评估方法的同时，还要注重实践训练，使自身的专业技能和职业素养得到实质性的提升。

五、结语

1.遥感技术在玉米农作物气象灾害的监测与评估中发挥着重要的作用。利用不同农作物在近红外波段的反射光谱的差别，以及不同作物播种、生育期、收割时间的不同来区分作物类型；并利用地理信息系统进行作物种植面积的提取，利用遥感影像数据的光谱差异，判断玉米的生长状况进行长势监测和产量预测预报。

2.石嘴山市出现持续阴雨天气过程结束后玉米田块出现植株顶部变黄、果穗下垂、玉米根系死亡，严重者植株青枯等早衰现象。经分析，玉米产量主要受气象灾害影响、田间管理不当、玉米生育期、玉米种植制度等因素影响。

3.遥感技术在玉米农业气象灾害监测与评估中的应用还有很大的发展空间：首先要进行灾后的快速响应；其次要提升遥感监测技术的硬件水平；最后要提升遥感监测与评估人员的专业技能。通过这些措施使遥感技术在玉米农业气象灾害监测中发挥更重要的作用。

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