吴保升 李旭 邵倩 刘钇廷 李家毅 杨野

摘 要 农业是我国的基础产业，关乎国民的生存与发展，随着精准农业的不断推进，之前较为粗放的农业发展模式已不能满足需要，运用当代最新科技服务于农业的措施势在必行。遥感技术作为目前在农业领域应用最为关键的技术之一，通过解译不同作物的相关遥感数据对农作物进行实时分析，对于农业的综合良性发展具有较大的推动作用。因此主要通过遥感技术在农业领域的应用、农业遥感数据的相关处理和遥感技术存在的不足展开分析，阐述了遥感技术在农业领域应用的重要作用。

关键词 精准农业;遥感技术;遥感数据

中图分类号：S127 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.27.110

随着信息技术的不断发展，人类社会取得了前所未有的进步，农业作为基础性产业，其信息化发展尤为重要，只有保证了农业的良性发展才能真正保证国家的粮食安全战略。目前我国的农业领域虽然得到了相当程度的机械化、信息化的应用，但是其整体模式依然相对粗放，对比国外发达国家差距依旧明显，要想改变目前的被动局面，必须深入探究农业领域对于信息技术的进一步应用，真正使我国走上农业发展快车道[1]。随着遥感技术的不断成熟，日益成为农业信息化应用中最为重要的一环，在农业领域的综合应用中扮演着极其重要的角色，比如利用高光谱遥感数据对农作物进行长势预测、胁迫性分析和产量估算等。

1 遥感技术在农业领域的主要应用

农业实现信息化的发展对于相关农业数据获取和处理有着较高的要求，农业遥感数据可以实现对农田土壤、农作物和长势状况等数据的快速获取，然后通过遥感技术进行分析研究，从而提出具有参考性指导意见，达到增产增收，更好地通过遥感技术促进我国农业的健康发展。

1.1 资源调查

农业用地的分析、农作物的分布及种类和村庄居民点等是资源调查的重点，通过合理运用资源调查手段做出符合实际的规划建议和管理方案。伴随着我国工业化水平的不断提高，农业人口从业数量下降趋势明显，对于农业的精细化科学化管理要求越来越高，实现集约化农业生产是一个难点，这就要求对农业领域的相关数据做到科学合理的分析，通过高光谱遥感数据不同的辐射光谱，来识别耕地作物种类、土壤类型、植被覆盖情况等，尤其是对于小麦、玉米、水稻、花生等我国主要农作物的有效识别，调查其分布区域是否合理，以及农作物种植密度和不同生育期期间的长势情况，来实现对农业资源的评估并对农业生产提出合理建议。

1.2 估产预测

遥感技术的应用可以对整个农业种植区域进行较为客观的产量估算，对我国农业生产效率水平做出评估。对农作物产量情况影响的因素很多，其中最为重要的是叶绿素含量、水分和氮素等，传统的估产方式主要通过人工随机抽样计算部分面积农作物的产量，需要耗费大量人力财力和时间成本，并最终得出的数据结果误差性较大。随着遥感技术的日益成熟和高分辨率的高光谱卫星影像的预测精确度一再提高，大面积的农作物估产预测成为现实可能，通过分析待估产研究区域的卫星遥感影像，例如可以从其反射光谱信息中的红边拐点建立叶绿素含量与RVI之间的线性回归模型[2];或者通过归一化植被指数NDVI展开估产讨论，当NDVI值越接近1，证明光合作用越强，农作物健康状况就表示越好，推断产量越可能较高，相反越接近0代表农作物整体状况较差，接近负值则代表研究区域农作物缺苗较高或作物较稀疏，推断产量可能比较低，NDVI公式（1）：

公式（1）

NDVI代表归一化植被指数，NIR为近红外波段的反射值，R为红光波段的反射值。

1.3 农业灾害防范

传统的农业灾害造成的损失不可估量，究其原因还是在于未能提前得到预警，不能及时做出反应来防范，遥感技术可以借助其大范围、实时性和快速性的特点对农业灾害进行有效监测，为农业生产提高防灾能力，成为农业灾害防治的重要利器。我国因其独特的气候环境，夏季华北平原和南方局部地区往往由于降水量过大易发生水灾，而西北地区尤其是新疆南疆地区降水量偏少易发生旱灾。利用遥感技术通过同时段卫星影像对水灾和旱灾情况的轻重程度进行分析，并预测下一步动向，有效减轻灾害带来的损失，为农业生产保驾护航。

1.4 病虫害防治

病虫害对农作物生育期健康状况有很大影响，如果没有及时了解病虫害发展情况，快速启动处理预案，将会使其大范围扩展最终造成重大损失，应用遥感技术对病虫害进行预测在国外早有先例，美国农业之所以有现在的成就，也是和实现了高度的农业信息化分不开的。在病虫害防治方面，美国农民通过遥感技术获得的航空图片对病虫害进行识别和病虫害程度的判断[3]。

随着科技的发展，利用遥感技术防控病虫害是非常有必要且重要的。遥感技术能为病虫害防治提供全面且精确的数据，精确病虫害的种类和发生地，从而根据病害种类和发生地对病虫害及时制定不同的病虫害防治方案。

2 农业遥感数据的相关分析

2.1 农业遥感图像处理软件

遥感图像的分类精度、遥感图像处理、地理信息系统软件随着当前快速发展的现代农业产生的巨量数据量，进而对农业遥感图像处理软件提出了新的要求。在农业应用中，遥感技术分类最常用的主要是对象分类法，这种分类方法将像元的光谱特性和像元的空间关系综合起来进行处理，以便使计算机在分类过程中获得丰富的信息，目前应用比较广泛的工具类软件主要是ENVI系列版本，预处理通过辐射定标、大气校正和正射校正等处理流程，通过细化分析实现农业农田技术应用，从而实现大面积农田综合应用分析。

2.2 遥感影像数据管理

随着遥感技术的不斷成熟，能够获取的农业遥感数据种类十分丰富，例如我国最经典的高分系列、欧航局的哨兵系列、美国的landsat系列等，从成本上来看选择低成本、高分辨率、高精度要求的数据首推欧航局的哨兵系列，哨兵系列卫星影像实现了10 m左右的分辨率且实现了数据免费共享[4]。同时国家应规范遥感影像数据管理，使数据的坐标系统规范化，同时要求相关部门在遥感影像数据管理方面共享资源，减少浪费。例如，农业部门为了监测农业而购买的影像，需要上交建库，其他部门在需要之时方可申请使用该数据，以此节约成本，提高数据的利用率。

2.3 解译方面的重要性

提高解译水平需要以建立完善的解译体系为目标来实现农业遥感数据的处理分析，加强传统解译与现代信息技术（如GIS）相融合，将不同地区不同地物的波谱特征纳入解译体系，真正利用遥感技术完善应用现代农业解译解析系统，利用完善的解译系统提高农业作物识别处理精度，减少数据误差，更好地实现对农业方面的遥感技术应用。

3 遥感技术存在的不足

3.1 遥感技术存在区域性差异

遥感技术存在的区域性差异具体表现在遥感南北区域，区域地物识别区分显著。北方地区受气候变化、地理环境等因素影响，尤其是北方，例如我国新疆地区农田大面积、规模化的农业方式[5]，利用遥感技术的农业应用效果比较明显，优势显著，这使得遥感技术在农业中的应用中也更为成熟稳健;但是在南方地区多丘陵的现实地理环境下，小面积地块多、农作物间种普遍、同物异谱与异物同谱现象明显等，使得遥感技术在我国南北区域农业应用中存在较大的差异。

3.2 遥感数据库不足

在农业生产中作物的生态物理参数差异较大，同时农作物在环境、时间的影响下，农作物与土壤之间的各种物理化学条件都会变化，以及一些不可抗拒的自然条件，如多雨多雾多云的气候对作物识别造成极大障碍，即使能够通过envi系列处理工具实现雾气、云层消除，但是误差较大，这就对构建完整数据库造成了不小的问题，后续依然需要通过不断的技术革新，加强发展完善才能极大改善农业遥感数据库完整性和合理性。

4 对策与展望

我国现阶段农业正处于传统农业向现代农业转变的关键时期，遥感技术作为信息技术发展的前沿技术，在现代农业的应用与发展中发挥着关键作用，在农业灾害防范、农作物病虫害监测、资源调查、产量估测等方面已得到充分验证。综合利用遥感技术与农学信息相结合进行农作物估产，在资源调查中应用多种植被指数进行分析研究等，表明遥感技术的应用在向深度发展。

目前遥感技术在农业领域已经取得了初步的成效，但更进一步深层次应用依然还有很大的发展前景，应当充分结合国内现阶段和未来现代农业的动态趋势进行长远规划和加深农业应用与遥感技术的密切联系，进而通过遥感技术的巨大空间和技术优势对我国今后现代科技农业的发展发挥极强的推动作用。

参考文献：

[1] 李金帅.遥感技术在农业中的应用[J].农业与技术，2021，41（11）：61-64.

[2] 炼晨.遥感技术让农业生产更“智慧”[J].中国农资，2021（6）：15.

[3] 王爽.遥感技术在农业生产中的应用研究[J].南方农机，2020，51（24）：62-63.

[4] 刘红松.遥感技术在现代农业工程中的应用[J].农业工程技术，2020，40（18）：49-50.

[5] 孟颖晨.浅析遥感技术在农业信息化中的应用[J].种子科技，2019，37（4）：45.

（责任编辑：赵中正）

收稿日期：2021-08-18

作者簡介：吴保升（1993—），男，河南商丘人，硕士在读，研究方向为农业信息化。E-mail：15998224618@163.com。