高分辨率遙感：農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的“天眼”

　　4月24日，第六屆“中國航天日”開幕。4月23日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所（以下簡稱資劃所）舉辦了中國航天農(nóng)業(yè)農(nóng)村遙感監(jiān)測主題宣傳活動。

　　“中國航天與農(nóng)業(yè)也有著密不可分的聯(lián)系，農(nóng)業(yè)遙感從高分衛(wèi)星中獲取了大量的應(yīng)用數(shù)據(jù)，從而更好地服務(wù)于中國農(nóng)業(yè)事業(yè)?！辟Y劃所副所長吳文斌告訴《中國科學(xué)報》，高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項（以下簡稱高分專項）的實施，使得國產(chǎn)高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用價值越發(fā)顯著。這為農(nóng)業(yè)資源管理、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)等提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐，促進(jìn)了我國農(nóng)業(yè)遙感理論研究的深化與行業(yè)工程化應(yīng)用，加速了國產(chǎn)遙感信息服務(wù)在農(nóng)業(yè)行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

　　資劃所是國產(chǎn)高分衛(wèi)星農(nóng)業(yè)農(nóng)村遙感應(yīng)用單位，在高分專項和國家其他專項的支持下，一批高分?jǐn)?shù)據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)獲得突破，實現(xiàn)了大范圍高分衛(wèi)星農(nóng)業(yè)農(nóng)村遙感專題產(chǎn)品生產(chǎn)和信息服務(wù)，如穩(wěn)定糧食生產(chǎn)、重大災(zāi)害與疫情防控、發(fā)展壯大鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)、農(nóng)村人居環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域，以及耕地調(diào)查、農(nóng)作物估產(chǎn)、農(nóng)作物長勢監(jiān)測、糧食功能區(qū)和重點農(nóng)產(chǎn)品保護(hù)區(qū)劃定、耕地墑情監(jiān)測、農(nóng)田澇災(zāi)監(jiān)測與損失評估、作物病蟲害監(jiān)測、農(nóng)用地調(diào)查、農(nóng)村居民點監(jiān)測、農(nóng)村垃圾堆放點監(jiān)測等。

　　資劃所農(nóng)業(yè)-遙感團(tuán)隊常年從事農(nóng)情遙感監(jiān)測，為我國糧食生產(chǎn)提供實時的信息參考。據(jù)悉，由該團(tuán)隊領(lǐng)銜構(gòu)建的“國家級農(nóng)作物遙感監(jiān)測系統(tǒng)”被國際地球觀測組織（GEO）列為向全球推廣的農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測系統(tǒng)之一。

　　加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化監(jiān)測監(jiān)管模式轉(zhuǎn)變 

　　“高分專項的實施，為農(nóng)業(yè)農(nóng)村行業(yè)提供了豐富的高質(zhì)量國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)，改變了以往大量依賴國外數(shù)據(jù)的局面?！眳俏谋笳f，這促進(jìn)了數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展，加快了農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化監(jiān)測監(jiān)管模式的轉(zhuǎn)變。

　　該團(tuán)隊研究員劉佳告訴《中國科學(xué)報》，高分?jǐn)?shù)據(jù)已成為農(nóng)業(yè)農(nóng)村遙感的主要數(shù)據(jù)源，在行業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用。

　　“相比統(tǒng)計信息，遙感信息可以將是什么、種在哪、有多少三個維度的信息統(tǒng)統(tǒng)展示出來?！眲⒓颜f。例如，從我國冬小麥種植區(qū)分布圖上可以更直觀的得出，黃淮海種植區(qū)為我國冬小麥的最主要產(chǎn)區(qū)；而從年際間冬小麥變化情況圖上，可以一眼盡知哪塊地塊有變化。

　　以天地一體化的感知技術(shù)為服務(wù)手段的農(nóng)業(yè)農(nóng)村監(jiān)測、調(diào)查、管理方式不斷創(chuàng)新，加速變革了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)監(jiān)管模式，推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村資源、農(nóng)作物生長、畜禽養(yǎng)殖、漁業(yè)魚情、設(shè)施農(nóng)業(yè)和農(nóng)田利用的監(jiān)控手段從量變到質(zhì)變的轉(zhuǎn)換。

　　首先，不斷完善的高分農(nóng)情遙感監(jiān)測系統(tǒng)，有力地服務(wù)于國家糧食安全保障。劉佳說，從2013年高分一號衛(wèi)星成功發(fā)射以來，國產(chǎn)高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)逐步替代國外同類衛(wèi)星數(shù)據(jù)，成為我國-主要農(nóng)區(qū)農(nóng)作物種植面積監(jiān)測、生長狀況評估、產(chǎn)量預(yù)測和災(zāi)害損失評估等主要數(shù)據(jù)源。

　　“在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部2014年~2020年的全國-主要農(nóng)區(qū)的小麥、玉米、水稻、棉花和油菜等作物估產(chǎn)，大量采用了高分?jǐn)?shù)據(jù)?！眲⒓颜f，這是因為高分?jǐn)?shù)據(jù)在空間分辨率、時間分辨率和光譜分辨率方面的優(yōu)勢，完善了國內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息獲取內(nèi)容和質(zhì)量，提高了對-農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息獲取的能力。

　　其次，高分農(nóng)業(yè)農(nóng)村資源和環(huán)境監(jiān)測，有力地服務(wù)于農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展?；诟呖臻g分辨率高分等衛(wèi)星數(shù)據(jù)。該團(tuán)隊開展了我國耕地、作物、漁業(yè)水域、設(shè)施農(nóng)業(yè)等農(nóng)業(yè)資源“一張圖”的繪制和更新。

　　劉佳說，“一張圖”將幫助決策部門和科學(xué)家了解和掌握國內(nèi)耕地、作物種植、漁業(yè)水域等農(nóng)業(yè)農(nóng)村資源的數(shù)量、空間分布和權(quán)屬，以及階段性的變化特點和趨勢，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力布局和結(jié)構(gòu)調(diào)整提供技術(shù)支撐，推動農(nóng)業(yè)從數(shù)量為主向數(shù)量質(zhì)量效益并重發(fā)展。

　　再次，高分農(nóng)業(yè)項目和工程建設(shè)項目監(jiān)測監(jiān)管，有力地服務(wù)于農(nóng)業(yè)農(nóng)村政策執(zhí)行效果評價。近年來，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部積極利用遙感等現(xiàn)代信息技術(shù)，開展了耕地輪作休耕、“兩區(qū)”劃定、-種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼和保險耕地撂荒等遙感監(jiān)測評價工作，對國家農(nóng)業(yè)農(nóng)村重大政策落實情況進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測。

　　近兩年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部還在農(nóng)村人居環(huán)境整治、農(nóng)村宅基地利用、-高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)監(jiān)測監(jiān)管等方面積極開展了遙感監(jiān)測工作，為農(nóng)業(yè)農(nóng)村的數(shù)字化管理和科學(xué)決策提供數(shù)據(jù)支撐。

　　助力脫貧攻堅和鄉(xiāng)村振興 

　　吳文斌介紹，近年來，高分農(nóng)業(yè)農(nóng)村遙感監(jiān)測平臺為國家和地方提供技術(shù)支撐和農(nóng)業(yè)農(nóng)村專題產(chǎn)品服務(wù)，助力“一帶一路”建設(shè)、農(nóng)民脫貧攻堅和鄉(xiāng)村振興。

　　“一帶一路”沿線地區(qū)亟需主要農(nóng)產(chǎn)品信息服務(wù)。農(nóng)業(yè)高分項目利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)，重點開展了我國新疆棉花、寧夏水稻和枸杞，以及東南亞水稻、棕櫚油等農(nóng)作物估產(chǎn)服務(wù)。

　　劉佳介紹，在國內(nèi)，高分項目還提供了特色農(nóng)產(chǎn)品信息服務(wù)，重點開展了我國大蒜、生姜、蔬菜、檳榔、橡膠等特色作物種植區(qū)分布，為地方和企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營提供科學(xué)數(shù)據(jù)支持。

　　例如，從2019年開始，該團(tuán)隊為地方政府提供全國最新高分大蒜種植面積遙感監(jiān)測結(jié)果，為我國大蒜產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供信息支撐。

　　推進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用 

　　“隨著高分遙感和我國其他現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展，集成應(yīng)用衛(wèi)星遙感、航空遙感、地面物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的天空地一體化農(nóng)情信息獲取，以及北斗自動導(dǎo)航與測控、農(nóng)機(jī)作業(yè)監(jiān)測等一批核心關(guān)鍵技術(shù)取得重要突破，為我國智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)?！眳俏谋笳f。

　　將遙感影像圖與物聯(lián)網(wǎng)、無人機(jī)、農(nóng)機(jī)裝備等進(jìn)行連接，可以幫助農(nóng)戶進(jìn)行精細(xì)地灌水、用肥、用藥，達(dá)到節(jié)本增效的目的，這就改變了我們以前靠經(jīng)驗、憑感覺的生產(chǎn)方式?！坝脭?shù)據(jù)來生產(chǎn)，用數(shù)據(jù)來賦能農(nóng)業(yè)農(nóng)村的發(fā)展，這就是智慧農(nóng)業(yè)?！眳俏谋笳f。

　　目前，資劃所已在山東、陜西和四川等地建立了智慧果園，應(yīng)用高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取果園生長信息，為施肥、撒藥和除草等果園機(jī)器人提供準(zhǔn)確的作業(yè)配方，實現(xiàn)果園的智能化科學(xué)管理。

　　在我國現(xiàn)有高分?jǐn)?shù)據(jù)政策的引導(dǎo)下，國產(chǎn)高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用比重逐漸提高，在替代國外數(shù)據(jù)的同時，也逐漸提高了農(nóng)業(yè)遙感的監(jiān)測精度，拓展了遙感在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　不過，吳文斌強(qiáng)調(diào)，與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)相比，與推進(jìn)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和鄉(xiāng)村振興的新形勢要求相比，我國遙感衛(wèi)星資源建設(shè)明顯滯后。

　　“亟需加強(qiáng)建設(shè)滿足農(nóng)業(yè)農(nóng)村實際需求的天基觀測網(wǎng)絡(luò)，填補(bǔ)我國農(nóng)業(yè)遙感觀測領(lǐng)域的欠缺，加速提升農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，提高農(nóng)業(yè)供給體系質(zhì)量和效率，提高糧食生產(chǎn)能力，提高農(nóng)業(yè)綜合效益與競爭力?！彼f。