遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用探究

賈雨晗 李蘊(yùn)雅

摘 要 遙感技術(shù)作為一門先進(jìn)的實(shí)用技術(shù)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)中。在理解當(dāng)前遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究基礎(chǔ)上，分析其存在的區(qū)域性差異、遙感數(shù)據(jù)獲取價位高且管理不規(guī)范、遙感數(shù)據(jù)庫不足和解譯水平需不斷提高等問題和不足，提出推動遙感圖像處理軟件的更新、規(guī)范遙感影像管理數(shù)據(jù)管理、加強(qiáng)遙感與GIS的結(jié)合及解譯水平有待進(jìn)一步提高4個方面的對策建議，以提高遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)工作中的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞 遙感技術(shù);農(nóng)業(yè);應(yīng)用

遙感技術(shù)（Remote Sensing，RS）是指運(yùn)用現(xiàn)代光學(xué)、電子學(xué)探測儀器，與目標(biāo)物無接觸，從遠(yuǎn)距離把目標(biāo)物的電磁波特性記錄下來，根據(jù)不同物體的電磁波特性來對目標(biāo)物本身的特征、性質(zhì)及其變化規(guī)律進(jìn)行分析解譯的綜合性探測技術(shù)。20世紀(jì)以來，遙感技術(shù)因其獲取信息量大、多平臺和多分辨率、速度快、覆蓋面廣的優(yōu)勢，在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中成為及時掌握農(nóng)業(yè)資源、作物長勢、農(nóng)業(yè)災(zāi)害等信息的最有效方式，有效地促進(jìn)和發(fā)展了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，解決了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的管理問題。我國的農(nóng)業(yè)遙感起步于20世紀(jì)80年代，相對較晚[1]。截至2020年2月，我國全年糧食種植面積11 606萬公頃[2]。隨著我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展不斷集約化，作物生產(chǎn)的動態(tài)、大范圍、快速及時的遙感信息需求非常迫切，因此我國需不斷推進(jìn)遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的建設(shè)。

1 遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

1.1 農(nóng)田基礎(chǔ)信息遙感普查

1.1.1 農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施情況

農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施調(diào)查涉及農(nóng)田道路、水利情況等農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施的情況，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)田管理方面發(fā)揮著基礎(chǔ)保障作用。遙感技術(shù)的普及利用使得農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的調(diào)查更廣泛、更迅速和便捷。與此同時，在科學(xué)管理方面，遙感技術(shù)的廣泛應(yīng)用也實(shí)現(xiàn)了對農(nóng)田道路、水利等農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施的遙感監(jiān)測，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)農(nóng)田與農(nóng)田間的科學(xué)化管理目標(biāo)。

1.1.2 土壤肥力情況

用于耕地的土壤是否適合農(nóng)作物的生長是決定農(nóng)田潛在生產(chǎn)力高低的關(guān)鍵因素之一。在改良農(nóng)田土壤、合理安排作物種植類型及管理措施等的過程中，遙感技術(shù)能夠有效地監(jiān)測土壤肥力情況并獲取土壤肥力圖，為農(nóng)田管理提供相應(yīng)依據(jù)。土壤肥力的監(jiān)測包括土壤顆粒大小、質(zhì)地及黏粒含量等，其影響著土壤結(jié)構(gòu)參數(shù)對土壤水分的涵養(yǎng)及養(yǎng)分物質(zhì)的遷移，可應(yīng)用于評估肥料的利用和土壤的排灌能力[3]。

1.1.3 耕地面積及分布情況

遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用中因其快速、便捷、全面的特點(diǎn)，可以獲取該地區(qū)農(nóng)作物的空間分布、種植面積的變化、產(chǎn)量等信息，這有助于指導(dǎo)種植農(nóng)作物、調(diào)整作物種植結(jié)構(gòu)和農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革等。

1.2 時空動態(tài)變化信息的獲取及利用

農(nóng)田時空動態(tài)變化信息遙感監(jiān)測主要包括對農(nóng)作物長勢、農(nóng)田地膜使用量、土壤墑情、作物產(chǎn)量，以及雪災(zāi)、病蟲害等災(zāi)害的監(jiān)測等。利用遙感技術(shù)監(jiān)測指導(dǎo)農(nóng)田灌溉、作物收獲、評估救助作物受害的情況等具有重要意義。例如，在指導(dǎo)農(nóng)田灌溉方面，可根據(jù)不同作物不同生育期的土壤墑情和作物需水量進(jìn)行灌溉，以實(shí)現(xiàn)水資源的節(jié)約?？傮w上來說，遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用，對推進(jìn)農(nóng)業(yè)管理建設(shè)、推動農(nóng)業(yè)發(fā)展、科學(xué)分配農(nóng)業(yè)資源等提供了依據(jù)[4]。

2 遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中存在的問題

2.1 遙感技術(shù)存在區(qū)域性差異

遙感技術(shù)存在的區(qū)域性差異具體表現(xiàn)在遙感南北區(qū)域。北方地區(qū)受氣候變化、地理環(huán)境等因素影響，在遙感技術(shù)的應(yīng)用研究中比較全面，這使得遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用中也更為成熟，但是在南方地區(qū)耕地面積碎片化、地形復(fù)雜、農(nóng)作物間種普遍、同物異譜與異物同譜現(xiàn)象明顯等，使得遙感技術(shù)在南北區(qū)域中存在不小的差異。

2.2 遙感數(shù)據(jù)獲取價位高、管理不規(guī)范

遙感數(shù)據(jù)獲取價位高、管理不規(guī)范主要表現(xiàn)在現(xiàn)今獲取遙感影像資源的方式豐富，雖然有些數(shù)據(jù)是免費(fèi)的但是對于那些中高分辨率的影像資源的價格較為昂貴。同時，對于這些影像數(shù)據(jù)的管理我國目前還沒有一個統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，這導(dǎo)致影像數(shù)據(jù)定位差異較大，應(yīng)用方面不易操作，統(tǒng)一管理不足，資源出現(xiàn)不同程度浪費(fèi)等現(xiàn)象。

2.3 遙感數(shù)據(jù)庫不足

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中作物的生態(tài)物理參數(shù)的差異較大，同時農(nóng)作物在環(huán)境、時間的影響下農(nóng)作物與土壤之間的各種物理化學(xué)條件都會變化，而現(xiàn)有農(nóng)業(yè)中的遙感數(shù)據(jù)庫還處于發(fā)展階段，數(shù)據(jù)量不足，這就對完善大量的數(shù)據(jù)庫提出了一定的挑戰(zhàn)，需要不斷加強(qiáng)發(fā)展完善。

2.4 解譯水平需不斷提高

遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用依然不夠成熟，解譯方法和水平有待提高，如多種田間組分（作物、土壤等）混合光譜的研究等。雖然現(xiàn)代遙感在單一解譯技術(shù)方面比較完善，但混合光譜的研究仍處于初級階段，解譯水平仍不夠成熟。

3 遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用對策

3.1 更新遙感圖像處理軟件

遙感圖像的分類精度、遙感圖像處理、地理信息系統(tǒng)軟件更新在遙感信息量的增加下提出了新的要求。在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中，遙感技術(shù)分類可以利用對象分類法，這種分類方法將像元的光譜特性和像元的空間關(guān)系綜合起來進(jìn)行處理，以便使計(jì)算機(jī)在分類的過程中獲得豐富的信息[4]。

3.2 規(guī)范遙感影像數(shù)據(jù)管理

目前可選用的遙感數(shù)據(jù)種類很多，但是要選擇低成本、高分辨率、高精度要求的數(shù)據(jù)很難。因此，國家應(yīng)規(guī)范遙感影像數(shù)據(jù)管理，使數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)規(guī)范化，同時要求相關(guān)部門在遙感影像數(shù)據(jù)管理方面共享資源，減少浪費(fèi)。例如，農(nóng)業(yè)部門為了監(jiān)測農(nóng)業(yè)而購買的影像，需要上交建庫，其他部門在需要之時方可申請使用該數(shù)據(jù)，以此節(jié)約成本，提高數(shù)據(jù)的利用率[5]。

3.3 加強(qiáng)遙感與GIS的結(jié)合

GIS在農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。加強(qiáng)遙感與GIS的結(jié)合可以推進(jìn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息采集、信息處理等智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)載體的建設(shè)，進(jìn)一步完成“打造農(nóng)業(yè)的數(shù)字經(jīng)濟(jì)”這一智慧農(nóng)業(yè)目標(biāo)，因此遙感技術(shù)與GIS的結(jié)合，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、耕地、土壤、水源水質(zhì)、市場等相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合集成、挖掘分析和精準(zhǔn)服務(wù)，最終達(dá)到將每一塊耕地的信息，應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析為生產(chǎn)者提供耕地的情況、適合的種植的農(nóng)作物，種植時間、施肥情況、銷售方向價格等精確的信息。

3.4 解譯水平有待進(jìn)一步提高

提高解譯水平需要以建立完善的解譯體系為目標(biāo)，尤其是在農(nóng)業(yè)遙感方面的的解譯系統(tǒng)，不斷推進(jìn)傳統(tǒng)解譯與現(xiàn)代信息技術(shù)相融合，結(jié)合地理信息系統(tǒng)，定位導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，將不同地區(qū)不同地物的波譜特征納入解譯體系。

參考文獻(xiàn)：

[1] 史舟，梁宗正，楊媛媛，等.農(nóng)業(yè)遙感研究現(xiàn)狀與展望[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，2015（2）：247-260.

[2] 國家統(tǒng)計(jì)局.中華人民共和國2019年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報[EB/OL].（2020-02-18）[2020-05-03].http：//www.stats.gov.cn/tjsj/zxfb/202002/t20200228_1728913.html.

[3] 梅安新，彭望琭，秦其明，等.遙感導(dǎo)論[M].北京：高等教育出版社，2001.

[4] 陳仲新，任建強(qiáng)，唐華俊，等.農(nóng)業(yè)遙感研究應(yīng)用進(jìn)展與展望[J].遙感學(xué)報，2016（5）：748-767.

[5] 薛東艷.遙感技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J].科技視界，2014（21）：309-311.

（責(zé)任編輯：趙中正）