高光譜遙感——糧食安全的“守護星”
發(fā)布時間:2023-06-27
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倉廩實,天下安。糧食安全是“國之大者”,是關乎國計民生的頭等大事。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用。
倉廩實,天下安。糧食安全是“國之大者”,是關乎國計民生的頭等大事。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用。
過去,我國農(nóng)業(yè)氣象領域的衛(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)務便不可靠,發(fā)展自己的農(nóng)業(yè)氣象衛(wèi)星遙感業(yè)務迫在眉睫。黨的十八大以來,以風云氣象衛(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)務應用的主流,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)氣象的三個關鍵方面,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)氣象遙感工作的實質是定性或定量評價過去及未來的氣象條件對作物生長的影響情況??焖贉蚀_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空匹配精度,對于提高農(nóng)業(yè)氣象災害監(jiān)測預警和作物產(chǎn)量氣象預報的準確性具有重要意義。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)品首次應用于中國氣象局夏收糧食作物產(chǎn)量氣象預報和農(nóng)業(yè)氣象災害監(jiān)測預警業(yè)務,為保障糧食豐收增添“利器”。
正值“三夏”大忙時節(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)星遙感方面加強與農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門及種糧大省聯(lián)動,建立國省兩級農(nóng)業(yè)氣象遙感監(jiān)測聯(lián)動機制,利用多源衛(wèi)星遙感資料綜合研判冬小麥長勢情況,及時向有關部門提供了作物長勢及氣象條件影響的分析報告,為相關部門開展冬小麥春管工作提供了有力的技術支撐。如今麥收已近尾聲,收獲情況良好,農(nóng)業(yè)氣象遙感服務得到各方的好評。”
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,將被動化為主動。
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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。實現(xiàn)“飯碗主要裝中國糧”,就要加強對我國主要糧食作物的監(jiān)測與管理。
近年來,中國氣象局、中國科學院、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等部門將風云氣象衛(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,為科學決策提供了重要可靠的參考依據(jù)。
中國農(nóng)業(yè)科學院研究員毛克彪認為,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,農(nóng)業(yè)氣象災害對我國糧食產(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獲取相關數(shù)據(jù),但站點相對稀疏,空間代表性不夠,人工方式又費時費力。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,微波亮溫數(shù)據(jù)可反演土壤水分,給氣象災害監(jiān)測預警及作物長勢監(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),以風云氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)為基礎,為作物生長模型、數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)以及作物估產(chǎn)等應用提供了可靠的農(nóng)作物生長關鍵參數(shù),為田間農(nóng)業(yè)管理提供有價值的參考。
風云氣象衛(wèi)星不斷在關鍵技術方面取得突破,為端好中國飯碗、守好中國糧食貢獻智慧力量。
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仰望星空? ?未來可期
如今,風云三號E星、風云四號B星及其地面應用系統(tǒng)轉入業(yè)務試運行,為未來農(nóng)業(yè)衛(wèi)星遙感業(yè)務的發(fā)展帶來新的可能。
面向未來,中國氣象局將充分利用風云三號系列氣象衛(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)氣象災害監(jiān)測,為全球糧食安全氣象風險監(jiān)測預警業(yè)務提供支持;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)測的準確性和精細化程度;開展高光譜遙感技術研發(fā),滿足農(nóng)業(yè)定量遙感、作物品種與品質監(jiān)測、災害遙感監(jiān)測等需求;發(fā)展微波遙感技術,滿足關鍵作物生長期與關鍵農(nóng)事管理節(jié)點對全天候遙感數(shù)據(jù)的需求。
過去十年,風云氣象衛(wèi)星在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應用上取得了全面發(fā)展與進步,成績斐然。未來十年,隨著氣象衛(wèi)星工程建設的推進,以及傳感器、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術的發(fā)展,風云氣象衛(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)領域持續(xù)深耕,做好糧食安全的“守護星”。
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