高光譜遙感——糧食安全的“守護(hù)星”
發(fā)布時(shí)間:2023-06-27
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倉廩實(shí),天下安。糧食安全是“國之大者”,是關(guān)乎國計(jì)民生的頭等大事。抓好糧食生產(chǎn),確保糧食安全,離不開衛(wèi)星遙感信息的獲取和應(yīng)用。
倉廩實(shí),天下安。糧食安全是“國之大者”,是關(guān)乎國計(jì)民生的頭等大事。抓好糧食生產(chǎn),確保糧食安全,離不開衛(wèi)星遙感信息的獲取和應(yīng)用。
過去,我國農(nóng)業(yè)氣象領(lǐng)域的衛(wèi)星遙感信息依賴于國外遙感數(shù)據(jù)支持。數(shù)據(jù)不自主,業(yè)務(wù)便不可靠,發(fā)展自己的農(nóng)業(yè)氣象衛(wèi)星遙感業(yè)務(wù)迫在眉睫。黨的十八大以來,以風(fēng)云氣象衛(wèi)星為代表的自主國產(chǎn)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)逐漸成為業(yè)務(wù)應(yīng)用的主流,改變了農(nóng)業(yè)氣象遙感數(shù)據(jù)依賴國外的局面。知冷知熱的“百姓星”,成為“國之大者”的“守護(hù)星”。
擦亮“慧眼”? 知天而作
俗語說“看天吃飯”,氣象條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著重要影響,衛(wèi)星則是捕捉氣象條件和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況的一雙“慧眼”。
衛(wèi)星遙感監(jiān)測圍繞農(nóng)業(yè)氣象的三個(gè)關(guān)鍵方面,即作物種植分布監(jiān)測、作物長勢監(jiān)測、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測開展。國家衛(wèi)星氣象中心副研究員張明偉介紹,農(nóng)業(yè)氣象遙感工作的實(shí)質(zhì)是定性或定量評價(jià)過去及未來的氣象條件對作物生長的影響情況??焖贉?zhǔn)確地掌握作物種植空間分布,能提高作物種植分布與氣象要素分布的時(shí)空匹配精度,對于提高農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警和作物產(chǎn)量氣象預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性具有重要意義。今年5月,中國氣象局“國-省-市/縣”一體化大宗作物分布遙感監(jiān)測體系初步建成,高空間分辨率的冬小麥分布遙感產(chǎn)品首次應(yīng)用于中國氣象局夏收糧食作物產(chǎn)量氣象預(yù)報(bào)和農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警業(yè)務(wù),為保障糧食豐收增添“利器”。
正值“三夏”大忙時(shí)節(jié),今年的夏收是一場硬仗。2021年,我國北方經(jīng)歷了罕見秋汛,多地冬小麥播期推遲、苗情偏差,奪取夏糧豐收遇到極大挑戰(zhàn)。國家氣象中心正研級高級工程師吳門新說,“為打贏這場夏糧保衛(wèi)戰(zhàn),氣象部門在衛(wèi)星遙感方面加強(qiáng)與農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門及種糧大省聯(lián)動(dòng),建立國省兩級農(nóng)業(yè)氣象遙感監(jiān)測聯(lián)動(dòng)機(jī)制,利用多源衛(wèi)星遙感資料綜合研判冬小麥長勢情況,及時(shí)向有關(guān)部門提供了作物長勢及氣象條件影響的分析報(bào)告,為相關(guān)部門開展冬小麥春管工作提供了有力的技術(shù)支撐。如今麥?zhǔn)找呀猜?,收獲情況良好,農(nóng)業(yè)氣象遙感服務(wù)得到各方的好評。”
從“看天吃飯”到“知天而作”,衛(wèi)星遙感使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從未知走向已知,將被動(dòng)化為主動(dòng)。
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藏糧于技? ?端好飯碗
解決吃飯問題,根本出路在科技。實(shí)現(xiàn)“飯碗主要裝中國糧”,就要加強(qiáng)對我國主要糧食作物的監(jiān)測與管理。
近年來,中國氣象局、中國科學(xué)院、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等部門將風(fēng)云氣象衛(wèi)星資料作為數(shù)據(jù)源,開展國內(nèi)外重要產(chǎn)糧區(qū)氣象災(zāi)害監(jiān)測及小麥、玉米、水稻和大豆等主要糧食作物長勢監(jiān)測與產(chǎn)量估算,為科學(xué)決策提供了重要可靠的參考依據(jù)。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究員毛克彪認(rèn)為,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對我國糧食產(chǎn)量影響很大,其中干旱的影響最甚。地表溫度和土壤水分是干旱監(jiān)測中的重要參數(shù),以前主要通過氣象站點(diǎn)獲取相關(guān)數(shù)據(jù),但站點(diǎn)相對稀疏,空間代表性不夠,人工方式又費(fèi)時(shí)費(fèi)力。隨著氣象衛(wèi)星的發(fā)展,波段數(shù)量和輻射分辨率不斷優(yōu)化,其紅外遙感數(shù)據(jù)可反演地表溫度,微波亮溫?cái)?shù)據(jù)可反演土壤水分,給氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警及作物長勢監(jiān)測、產(chǎn)量估算提供了有力支撐。
遙感定量反演產(chǎn)品的農(nóng)作物與農(nóng)田環(huán)境參數(shù),以風(fēng)云氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),為作物生長模型、數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)以及作物估產(chǎn)等應(yīng)用提供了可靠的農(nóng)作物生長關(guān)鍵參數(shù),為田間農(nóng)業(yè)管理提供有價(jià)值的參考。
風(fēng)云氣象衛(wèi)星不斷在關(guān)鍵技術(shù)方面取得突破,為端好中國飯碗、守好中國糧食貢獻(xiàn)智慧力量。
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仰望星空? ?未來可期
如今,風(fēng)云三號(hào)E星、風(fēng)云四號(hào)B星及其地面應(yīng)用系統(tǒng)轉(zhuǎn)入業(yè)務(wù)試運(yùn)行,為未來農(nóng)業(yè)衛(wèi)星遙感業(yè)務(wù)的發(fā)展帶來新的可能。
面向未來,中國氣象局將充分利用風(fēng)云三號(hào)系列氣象衛(wèi)星的全球觀測能力,開展全球糧食主產(chǎn)區(qū)作物長勢和農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測,為全球糧食安全氣象風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警業(yè)務(wù)提供支持;開展基于高分辨衛(wèi)星的作物種植分布遙感監(jiān)測,提高作物面積監(jiān)測的準(zhǔn)確性和精細(xì)化程度;開展高光譜遙感技術(shù)研發(fā),滿足農(nóng)業(yè)定量遙感、作物品種與品質(zhì)監(jiān)測、災(zāi)害遙感監(jiān)測等需求;發(fā)展微波遙感技術(shù),滿足關(guān)鍵作物生長期與關(guān)鍵農(nóng)事管理節(jié)點(diǎn)對全天候遙感數(shù)據(jù)的需求。
過去十年,風(fēng)云氣象衛(wèi)星在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用上取得了全面發(fā)展與進(jìn)步,成績斐然。未來十年,隨著氣象衛(wèi)星工程建設(shè)的推進(jìn),以及傳感器、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展,風(fēng)云氣象衛(wèi)星將圍繞現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域持續(xù)深耕,做好糧食安全的“守護(hù)星”。
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