俄烏沖突已經(jīng)影響到了烏克蘭春耕工作的正常進(jìn)行,這將導(dǎo)致烏克蘭作為一個(gè)世界糧食出口大國(guó),其未來(lái)的糧食出口將受到影響,進(jìn)而影響到世界糧食安全。全球仍有許多國(guó)家和地區(qū)面臨糧食需求差距的壓力,戰(zhàn)爭(zhēng)原因、環(huán)境破壞、資源稀缺和全球疫情是糧食安全問(wèn)題的主要問(wèn)題。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)往往受到自然環(huán)境和種植管理技術(shù)的限制和影響。科技是促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)優(yōu)化發(fā)展的動(dòng)力,也是保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全的重要措施。為了更好地利用和管理農(nóng)業(yè)資源,增加收入,人們調(diào)查和監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)自然資源的信息,如作物種植面積、作物生長(zhǎng)、土壤水分等。
利用衛(wèi)星遙感器和人工智能算法庫(kù),準(zhǔn)確識(shí)別農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作物種類(lèi),并不斷監(jiān)測(cè)其生長(zhǎng)過(guò)程。協(xié)助客戶(hù)開(kāi)展種植資源數(shù)據(jù)、正常作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)、氣象監(jiān)測(cè)、災(zāi)害分析等業(yè)務(wù),使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加可控。
通過(guò)對(duì)耕地的定期監(jiān)測(cè),農(nóng)業(yè)用戶(hù)可以動(dòng)態(tài)掌握耕地資源的面積和分布,為耕地紅線(xiàn)保護(hù)和非農(nóng)業(yè)監(jiān)督提供關(guān)鍵的科學(xué)數(shù)據(jù)支持。
利用高分辨率圖像和圖像分割技術(shù),提取耕地區(qū)的地塊邊界,提取耕地區(qū)的數(shù)量和面積。同時(shí),通過(guò)整合作物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),還可以獲得地塊級(jí)作物分布數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)地塊級(jí)作物種植管理。
設(shè)施農(nóng)業(yè)識(shí)別,利用高分辨率的圖像和圖像分割技術(shù),衛(wèi)星遙感可以自動(dòng)提取溫室、耕地、魚(yú)塘等設(shè)施的農(nóng)業(yè)資產(chǎn),快速獲取溫室的分布、數(shù)量、面積等空間信息,從標(biāo)記樣品到生產(chǎn)完成不超過(guò)6小時(shí)。
2019年8月,受臺(tái)風(fēng)影響,山東數(shù)萬(wàn)溫室進(jìn)水受災(zāi)。利用衛(wèi)星遙感器和人工智能算法庫(kù)等技術(shù),在短時(shí)間內(nèi)識(shí)別了80平方公里范圍內(nèi)的2萬(wàn)多個(gè)溫室,并提供了溫室災(zāi)害監(jiān)測(cè)等后續(xù)服務(wù)。
根據(jù)作物在時(shí)間順序上的光譜特征差異,自動(dòng)對(duì)主要糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物進(jìn)行分類(lèi),監(jiān)測(cè)不同作物的空間分布和種植面積信息,為后續(xù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)提供基本的空間范圍信息。
支持作物種類(lèi):玉米、大豆、水稻、冬小麥等糧食作物,以及棉花、油菜、花生、甘蔗、馬鈴薯等經(jīng)濟(jì)作物。
上圖為額爾格圖鎮(zhèn)作物種植監(jiān)測(cè),總面積約1400平方公里,相當(dāng)于北京三個(gè)朝陽(yáng)區(qū)。當(dāng)?shù)氐闹饕魑锸怯衩祝€有大量的高粱、小米、甜菜等作物。
監(jiān)測(cè)作物生長(zhǎng)過(guò)程的狀況和趨勢(shì),為田間管理提供及時(shí)的信息,幫助早期估計(jì)產(chǎn)量,是農(nóng)業(yè)遙感的重要任務(wù)之一。
利用氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),衛(wèi)星遙感可以對(duì)作物生長(zhǎng)區(qū)域的每日降雨量和累量和累計(jì)降雨量。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括當(dāng)天降雨量的最大值、最小值、平均值和累計(jì)值。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)常受到干旱、洪水、霜凍等氣象災(zāi)害的嚴(yán)重影響,種植者也希望通過(guò)預(yù)防措施降低種植風(fēng)險(xiǎn)。此外,當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí),也可以采取有效措施減少損失。
在地塊分割和作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上,可氣象災(zāi)害造成的作物損失進(jìn)行應(yīng)急監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析,快速獲取作物災(zāi)害面積和空間分布信息,幫助防災(zāi)減災(zāi)和農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)損失索賠。
在氣候變化的新常態(tài)下,衛(wèi)星遙感可以繼續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)指定區(qū)域的相應(yīng)作物,充分掌握作物的干旱情況,干旱是美國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要風(fēng)險(xiǎn)。2021年下半年,美國(guó)經(jīng)歷了一場(chǎng)嚴(yán)重的干旱。根據(jù)美國(guó)干旱監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)公布的數(shù)據(jù),美國(guó)西部7個(gè)州90%以上處于干旱狀態(tài),近59%處于極端或異常干旱狀態(tài)。
與國(guó)家農(nóng)業(yè)資源遙感監(jiān)測(cè)的需求相比,當(dāng)前用于農(nóng)業(yè)資源遙感監(jiān)測(cè)的衛(wèi)星資源仍然不足。積極尋找農(nóng)作物敏感波段,有針對(duì)性地開(kāi)展農(nóng)業(yè)資源衛(wèi)星建設(shè),無(wú)論是多行業(yè)共用衛(wèi)星,還是農(nóng)業(yè)專(zhuān)屬衛(wèi)星,都是我國(guó)航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)的組成部分。