遙感技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用

遙感技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用遙感技術作為地球信息科學的前沿技術，是目前最為有效的對地觀測技術和信息獲取手段。隨著科學技術的快速發(fā)展，遙感技術已經(jīng)廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個領域，特別是在農(nóng)業(yè)領域，結合地理信息系統(tǒng)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)等地球信息技術手段，可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息采集和分析的定時、定量、定位，客觀性強，準確性高，在農(nóng)業(yè)資源環(huán)境、農(nóng)作物長勢監(jiān)測和產(chǎn)量估算、自然災害監(jiān)測與評估等方面，有很高的應用價值。遙感技術在農(nóng)業(yè)中的應用主要包括以下三個方面：一是農(nóng)作物監(jiān)測。主要包括作物種植面積監(jiān)測、作物長勢監(jiān)測、作物產(chǎn)量估算、土壤墑情監(jiān)測、病蟲害監(jiān)測等。二是農(nóng)業(yè)資源監(jiān)測。主要包括農(nóng)業(yè)資源遙感調查，如耕地、草地、漁業(yè)、農(nóng)用水等方面的農(nóng)業(yè)資源監(jiān)測。三是農(nóng)業(yè)災害監(jiān)測。主要包括農(nóng)業(yè)自然災害應急監(jiān)測，如旱災、洪澇災害、火災、雪災、凍災等方面的災害監(jiān)測。一、作物監(jiān)測利用遙感對作物進行監(jiān)測，包括農(nóng)作物面積、長勢情況、產(chǎn)量估算、土壤墑情、病蟲害等作物信息監(jiān)測。（一）作物種植面積監(jiān)測不同作物在遙感影像上呈現(xiàn)不同的顏色、紋理、形狀等特征信息，利用信息提取的方法，可以將作物種植區(qū)域提取出來，從而得到作物種植面積和種植區(qū)域。獲取作物種植面積是長勢監(jiān)測、產(chǎn)量估算、病蟲害、災害應急、動態(tài)變化等監(jiān)測的前提。（二）作物長勢監(jiān)測通常的農(nóng)作物長勢監(jiān)測指對作物的苗情、生長狀況及其變化的宏觀監(jiān)測，即對作物生長狀況及趨勢的監(jiān)測。農(nóng)作物長勢包括個體和群體兩方面的特征。葉面積指數(shù)LAI是與作物個體特征和群體特征有關的綜合指標，可以作為表征作物長勢的參數(shù)。歸一化植被指數(shù)NDVI與LAI有很好的關系，可以用遙感圖像獲取作物的NDVI曲線反演計算作物的LAI，進行作物長勢監(jiān)測。（三）作物產(chǎn)量估算遙感估產(chǎn)是基于作物特有的波譜反射特征，利用遙感手段對作物產(chǎn)量進行監(jiān)測預報的一種技術。利用影像的光譜信息可以反演作物的生長信息（如LAl、生物量），通過建立生長信息與產(chǎn)量間的關聯(lián)模型（可結合一些農(nóng)學模型和氣象模型），便可獲得作物產(chǎn)量信息。在實際工作中，常用植被指數(shù)（由多光譜數(shù)據(jù)經(jīng)線性或非線性組合而成的能反映作物生長信息的數(shù)學指數(shù)）作為評價作物生長狀況的標準。（四）土壤墑情監(jiān)測土壤墑情也就是土壤含水量，土壤在不同含水量下的光譜特征不同。土壤水分的遙感監(jiān)測主要從可見光-近紅外、熱紅外及微波波段進行。微波遙感，精度高，具有一定的地表穿透性，不受天氣影響，但是成本高，成圖的分辨率低，其應用也受到限制。常用的還是可見光和熱紅外遙感。通過與反映土壤含水量相關的參數(shù)建立關系模型。反演土壤水分。用于土壤水分監(jiān)測的方法比較多：一是基于植被指數(shù)類的遙感干旱監(jiān)測方法。如簡單植被指數(shù)、比值植被指數(shù)、歸一化植被指數(shù)、增強植被指數(shù)、歸一化水分指數(shù)法、距平植被指數(shù)等。二是基于紅外的遙感干旱監(jiān)測方法。如垂直干旱指數(shù)法、修正的垂直干旱指數(shù)法等。三是基于地表溫度（LST）的遙感干旱監(jiān)測方法。如熱慣量法、條件溫度指數(shù)、歸一化差值溫度指數(shù)、表觀熱慣量植被干旱指數(shù)等。四是基于植被指數(shù)和溫度的遙感干旱監(jiān)測方法。如條件植被溫度指數(shù)、植被溫度梯形指數(shù)、溫度植被干旱指數(shù)模型等。五是基于植被與土壤的遙感監(jiān)測方法。如地表含水量指數(shù)作物缺水指數(shù)法等。總的來說就是利用光學-熱紅外數(shù)據(jù)，選擇參數(shù)建立模型進行含水量的反演。也可以進行土壤肥力監(jiān)測、土壤結構信息的提取等。（五）作物病蟲害監(jiān)測與預報植被對諸如病蟲害、肥料缺乏等脅迫的反應隨脅迫的類型和程度的不同而變化，包括生物化學變化（纖維素、葉片等）和生物物理變化（冠層結構、覆蓋、LAI等），相應的，植物特征吸收曲線特別是紅色區(qū)和紅外區(qū)的光譜特性就會發(fā)生相應變化，所以在病害早期就可通過遙感探測到?？蛇x擇病害葉片中對葉綠素敏感的波段，結合實測葉綠素含量，建立葉片葉綠素含量的估算模型，提取病蟲害信息?？芍芷谛蕴崛〔∠x害作物面積、空間分布等。二、資源監(jiān)測遙感技術可快速獲取宏觀信息，對耕地、草地、水等農(nóng)業(yè)自然資源的數(shù)量、質量和空間分布進行監(jiān)測與評價，從而為農(nóng)業(yè)資源開發(fā)、利用與保護、農(nóng)業(yè)規(guī)劃、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等提供科學依據(jù)。三、災害監(jiān)測遙感是災害應急監(jiān)測和評估工作一種重要的技術手段，可以對旱災、洪澇等重大農(nóng)業(yè)自然災害進行動態(tài)監(jiān)測和災情評估，監(jiān)測其發(fā)生情況、影響范圍、受災面積、受災程度，進行災害預警和災后補救，減輕自然災害給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所造成的損失。而由于近年來我國自然災害頻發(fā)，遙感應急監(jiān)測是當前農(nóng)業(yè)領域的應用熱點之一。四、河南省利用遙感技術開展的農(nóng)業(yè)監(jiān)測工作為使遙感技術為全省農(nóng)業(yè)服務，按照農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測中心的整體部署，結合河南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點，從2003年在全省范圍內(nèi)開展了主要農(nóng)產(chǎn)品的種植面積變化和長勢遙感監(jiān)測等服務工作。為順利開展農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測服務工作，在全省范圍內(nèi)按照農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結構科學選擇了50個樣方縣，每個縣布置3個500m見方的樣方（全省共150個樣方）作為地面驗證調查觀察點，結合遙感監(jiān)測技術，根據(jù)每年全省主要農(nóng)作物生育期內(nèi)的生長特點，每半月做一次遙感監(jiān)測分析，供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)宏觀決策參考。多年來，主