張 偉

（寧夏農(nóng)業(yè)勘查設(shè)計(jì)院，寧夏銀川 750002）

在農(nóng)作物生長過程中，將遙感技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)信息化中，可以對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，及時(shí)解決出現(xiàn)的病蟲害等問題，并對影響農(nóng)作物生長的自然災(zāi)害進(jìn)行防范，針對不同情況做好預(yù)防工作，有利于提高農(nóng)作物產(chǎn)量，為人們生活提供物質(zhì)保障，從而推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1 遙感技術(shù)概述與特點(diǎn)

1.1 遙感技術(shù)概述

遙感屬于一種探測技術(shù)，涉及物理、空間以及電子計(jì)算機(jī)等多方面理論知識，應(yīng)用性較強(qiáng)。遙感技術(shù)主要借助相關(guān)遙感設(shè)備，通過波譜探測不同事物，然后對遙感器收集信息進(jìn)行記錄、傳輸與分析［1］。遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)以及全球定位系統(tǒng)技術(shù)這三項(xiàng)技術(shù)構(gòu)成一個(gè)完整遙感技術(shù)體系。

1.2 遙感技術(shù)特點(diǎn)

1）遙感技術(shù)受外界因素影響較小，獲取信息量相對較多。2）遙感技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)瞬間成像，信息傳播速度快。3）遙感技術(shù)可以大面積地收集數(shù)據(jù)信息，能夠及時(shí)掌握農(nóng)業(yè)動(dòng)態(tài)變化，對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行測量與分析，給相關(guān)工作人員帶來巨大便利。

2 遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)信息化中具體應(yīng)用

2.1 資源調(diào)查

農(nóng)作物種植與生長過程中，土地資源是重要影響因素，土地性質(zhì)不同，適合種植的農(nóng)作物也不相同，因此在種植之前應(yīng)該對土地資源進(jìn)行分析。遙感技術(shù)可以對土壤的成分或土地是否能夠大面積利用進(jìn)行調(diào)查。隨著人們生活水平的不斷提高，農(nóng)副產(chǎn)品種類也越來越多。通過遙感技術(shù)可以對相關(guān)土壤資源進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，掌握各土地使用現(xiàn)狀，從而對后期農(nóng)作物種植與生產(chǎn)做詳細(xì)規(guī)劃。在農(nóng)作物生長過程中，利用遙感技術(shù)還可以觀察農(nóng)作物生長情況，監(jiān)測生長過程中即將發(fā)生的問題，對于一些問題可以做到防患于未然。

2.2 農(nóng)作物估產(chǎn)

1）遙感技術(shù)可以精確估測農(nóng)作物種植面積，區(qū)分農(nóng)作物種植種類。常用的方法是遙感監(jiān)督分類法，在了解種植情況以及種植位置時(shí)，通過分層監(jiān)督分類，提取農(nóng)作物種植面積。2）遙感技術(shù)可以監(jiān)測農(nóng)作物生長動(dòng)態(tài)情況，根據(jù)監(jiān)測到農(nóng)作物生長情況，采取相應(yīng)措施提高農(nóng)作物產(chǎn)量與質(zhì)量。其中，直接監(jiān)測法、同期對比法以及作物生長過程監(jiān)測法等是監(jiān)測作物生長動(dòng)態(tài)情況方法，直接監(jiān)測法是根據(jù)不同波段中形成的植被指數(shù)有效估測能夠反應(yīng)作物生長情況的因子，如農(nóng)作物的產(chǎn)量、生物量或者葉面積指數(shù)等都能夠反映出相應(yīng)指數(shù)；同期對比法是利用當(dāng)年的歸一化植被指數(shù)值與上一年歸一化植被指數(shù)值相比，統(tǒng)計(jì)與分析生長差異情況，得知該區(qū)域當(dāng)年農(nóng)作物生長情況。

2.3 農(nóng)業(yè)災(zāi)害預(yù)報(bào)監(jiān)測

遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)災(zāi)害預(yù)報(bào)檢測中也發(fā)揮重要作用，如農(nóng)作物生長過程中發(fā)生的病蟲害問題、洪澇災(zāi)害、干旱問題等相關(guān)方面都可以進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)可以評估農(nóng)作物在受到損害之后生長情況和產(chǎn)量等［2］。根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，我國每年受到自然災(zāi)害影響會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)，從而影響整體經(jīng)濟(jì)效益。1）旱澇災(zāi)害對農(nóng)作物生長產(chǎn)生極大危害。作物缺水指數(shù)法、熱慣量法是在干旱監(jiān)測中經(jīng)常使用的兩種方法。其中，作物缺水指數(shù)法是通過作物冠層與冠層上空大氣二者溫差度分析作物根部土壤水分含量，這種方法在作物種植面積較大的地區(qū)比較適用。土壤的熱慣量是土壤自身的一種熱特性，它是引發(fā)土壤表層的溫度不斷變化的內(nèi)在因素之一，與土壤的含水量也有著直接的關(guān)系。2）冷凍災(zāi)害也是我國北方地區(qū)常見的自然災(zāi)害之一，主要發(fā)生在深冬與早春時(shí)節(jié)，地面溫度監(jiān)測與植被指數(shù)監(jiān)測主要用于作物冷凍遙感監(jiān)測。地面溫度監(jiān)測的精確度必須小于1 ℃，否則農(nóng)作物溫差會(huì)使得農(nóng)作物生長情況有所不同；植被指數(shù)是根據(jù)植被光譜特性，將可見光和近紅外波段進(jìn)行組合而形成的指數(shù)，監(jiān)測植被指數(shù)可以了解地表的植被情況。病蟲害是農(nóng)作物種植中經(jīng)常遇到的一種災(zāi)害，嚴(yán)重的病蟲害會(huì)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大損害，病蟲害的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物葉片細(xì)胞結(jié)構(gòu)、水分、氮素含量以及外部形狀等相關(guān)因素發(fā)生變化，因此農(nóng)作物反射光譜也會(huì)發(fā)生變化［3］。遙感技術(shù)的使用，根據(jù)預(yù)測蟲量光譜指數(shù)，通過決策樹方法經(jīng)過2～3 個(gè)月的影響預(yù)測觀察，可以達(dá)到很高的精度。

2.4 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)與遙感

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)是根據(jù)田間差異性與作物產(chǎn)量時(shí)間與空間的不同，在合適的地點(diǎn)、時(shí)間，灌溉適量的水、肥料、農(nóng)藥等，用最小的成本獲取最高的效益，并降低環(huán)境污染程度。1）對農(nóng)田現(xiàn)狀進(jìn)行精準(zhǔn)制圖，主要包括農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施以及地塊分布制圖兩個(gè)方面，從而為后續(xù)作業(yè)提供基礎(chǔ)服務(wù)。其中，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施主要針對農(nóng)田道路以及水利設(shè)施，可以在最大程度上快速調(diào)查農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施；地塊分布制圖則可以將農(nóng)田內(nèi)部不同類型的信息都集中在一起，然后再合并在圖中，可以更好地提升農(nóng)田種植的效率。2）農(nóng)田精準(zhǔn)化施肥，遙感技術(shù)可以通過對作物中的氮素含量以及生長過程進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析與決策，可以精確分析出農(nóng)作物肥料的含量，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行施肥，有利于作物生長。2）農(nóng)田精準(zhǔn)化灌溉，農(nóng)作物的種類不同，含水量也不同，要想農(nóng)作物吸取適量水分，就要分析土壤含水量、農(nóng)田蒸發(fā)量，從而進(jìn)行精確灌溉。

3 遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)信息化中應(yīng)用展望

3.1 新一代農(nóng)業(yè)無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用

無人機(jī)技術(shù)即無人駕駛，是完全依靠動(dòng)力驅(qū)使且可以重復(fù)使用的一種新型遙感技術(shù)，非常方便靈活，實(shí)用性非常高，因此在農(nóng)業(yè)信息化中得到廣泛應(yīng)用。農(nóng)業(yè)衛(wèi)星遙感技術(shù)還存在相應(yīng)不足，會(huì)受到多方面因素影響，如天氣因素影響、軌道周期影響等，從而導(dǎo)致遙感數(shù)據(jù)質(zhì)量不高；無人機(jī)遙感就可以在一定程度上解決該問題，通過與衛(wèi)星遙感進(jìn)行大范圍互相配合，組建一個(gè)多角度的農(nóng)業(yè)信息監(jiān)測網(wǎng)，可以將最小精確尺度與動(dòng)態(tài)連續(xù)監(jiān)測這兩種優(yōu)勢應(yīng)用在農(nóng)田各種信息監(jiān)測與分析中，尤其是對農(nóng)業(yè)災(zāi)后進(jìn)行快速評估有著相當(dāng)大的優(yōu)勢。

3.2 農(nóng)田地面?zhèn)鞲芯W(wǎng)與遙感技術(shù)相結(jié)合

隨著傳感器觀測技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，衛(wèi)星遙感中模型同化、精度驗(yàn)證等相關(guān)工作可以獲取真實(shí)有效信息。隨著農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)中的各項(xiàng)傳感器也不斷涌現(xiàn)，在一定程度上能夠提高農(nóng)田信息地面采集的方便快捷性，并且采集數(shù)據(jù)具有時(shí)效性，精確度也達(dá)到一定程度，有利于工作人員快速分析各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)，提高工作質(zhì)量與效率。各種地面?zhèn)鞲芯W(wǎng)與農(nóng)業(yè)遙感進(jìn)行相結(jié)合，可以有效提高農(nóng)業(yè)監(jiān)測準(zhǔn)確度，有利于農(nóng)業(yè)信息給各項(xiàng)工作提供實(shí)時(shí)服務(wù)［4］。但目前在這方面還存在一定問題，在觀測模式與處理方法等方面，衛(wèi)星、航空與地面等傳感系統(tǒng)有所不同，再加上農(nóng)業(yè)相關(guān)資源在時(shí)間與空間上存在差異，因此要想完全實(shí)現(xiàn)遙感技術(shù)與地面?zhèn)鞲芯W(wǎng)進(jìn)行充分融合，從而幫助監(jiān)測，還存在一定難度，需要這方面的專家人士進(jìn)一步研究。

3.3 農(nóng)業(yè)專業(yè)模型與遙感技術(shù)耦合

遙感技術(shù)能夠大范圍、多角度地收集觀測信息數(shù)據(jù)，但仍存在一些缺陷，如作物遙感監(jiān)測是無法對作物高度、葉面積以及生物量等關(guān)鍵因素在生長過程中是難以進(jìn)行連續(xù)性觀測的。因此，在遙感觀測時(shí)間分布率上存在一定缺陷，只能通過農(nóng)業(yè)專業(yè)模型、作物生長模型等與遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行耦合，從而減少這方面問題出現(xiàn)［5］。農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)發(fā)展應(yīng)提高農(nóng)業(yè)專業(yè)模型適用性，以小型試驗(yàn)為樣本；應(yīng)將衛(wèi)星地多源數(shù)據(jù)優(yōu)勢發(fā)揮出來，通過地面?zhèn)鞲芯W(wǎng)，提高信息采集周期性；應(yīng)注重遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化與業(yè)務(wù)化的提升，從而有利于相關(guān)工作人員將各項(xiàng)數(shù)據(jù)引入到各項(xiàng)專業(yè)模型中，更好地做好農(nóng)業(yè)相關(guān)工作。

4 結(jié)語

隨著科學(xué)信息技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，高技術(shù)的分辨率傳感器不斷涌現(xiàn)，在農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)的監(jiān)測對象與精度方面得到突破。而我國農(nóng)業(yè)正處于轉(zhuǎn)型時(shí)期，由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)方向發(fā)展，因此必須注重遙感技術(shù)的應(yīng)用，及時(shí)抓住發(fā)展機(jī)會(huì)，明確發(fā)展方向，挖掘遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)信息化應(yīng)用中的潛力，進(jìn)一步完善目前存在問題，正確認(rèn)識我國遙感技術(shù)與發(fā)達(dá)國家還存在一定距離。因此，應(yīng)大力發(fā)展遙感新技術(shù)，拓展遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，學(xué)會(huì)借鑒最新成果，然后結(jié)合我國農(nóng)業(yè)發(fā)展情況，應(yīng)用新技術(shù)監(jiān)測農(nóng)作物生長動(dòng)態(tài)情況，根據(jù)相關(guān)信息數(shù)據(jù)有效預(yù)防各種農(nóng)業(yè)災(zāi)害，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量與農(nóng)作物質(zhì)量，從而減少經(jīng)濟(jì)損失，提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)收入，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展。