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卫星遥感大数据赋能农业生产

赵鑫
  
学术与研究
2024年40期
佳木斯气象卫星地面站 黑龙江省佳木斯市 154007

摘要:随着科技的飞速发展,卫星遥感技术作为一种非接触、远距离的探测手段,在农业生产中发挥着越来越重要的作用。卫星遥感大数据以其覆盖范围广、信息量大、更新周期短等优势,为农业生产提供了精准的数据支持和决策依据,极大地推动了农业生产的智能化、科技化和现代化进程。本文旨在探讨卫星遥感大数据如何赋能农业生产,分析其技术原理、应用领域、优势及未来发展趋势。

关键词:卫星遥感;农业生产;发展趋势

农业作为国民经济的基础,其生产效率和质量直接影响到国家粮食安全和经济发展。传统农业依赖于人工经验和现场观测,存在效率低、成本高、误差大等问题。而卫星遥感技术的出现,为农业生产带来了革命性的变化。通过卫星遥感大数据的收集、处理和分析,可以实现对农作物生长状况、土地利用变化、灾害监测等方面的实时监测和精准管理,为农业生产提供科学指导。

1 卫星遥感技术概述

1.1 遥感技术定义与原理

遥感(Remote Sensing)是指利用传感器/遥感器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息进行收集、处理,从而实现对地面各种地物的探测和识别的一种对地观测技术。其基本原理是通过接收地球表面物体反射、散射和发射的电磁辐射信号,并利用高分辨率传感器获取地表的空间、时间和光谱信息。

1.2 卫星遥感平台与传感器

卫星遥感平台主要包括载人飞船、太空站、人造卫星等,搭载有照相机、多谱段扫描仪、合成孔径雷达(SAR)等传感器。根据波段的不同,卫星遥感可分为光学遥感、红外遥感、微波遥感等。其中,光学传感器通过记录目标发射的电磁波的反射、散射等现象获取目标地的图像信息;微波雷达传感器则可以穿透云层、大气层以及夜晚获得目标地的图像信息。

2 卫星遥感大数据在农业生产中的应用

2.1 作物面积与长势监测

卫星遥感技术能够实时记录作物不同阶段的生长状况,获取同一地点时间序列的图像,从而了解不同生育阶段的作物长势。通过高分辨率的遥感影像,可以准确监测作物的种植面积和生长状况,为农业管理部门制定科学的种植计划和生产决策提供数据支持。例如,利用卫星遥感数据可以估算夏粮、秋粮的产量,对国家粮食生产布局及全球粮食贸易具有重要意义。

2.2 作物分类与识别

不同类型的农作物在近红外波段的反射特性存在差异,利用这一特性,卫星遥感技术可以实现对农作物的快速、准确分类。通过实地调查关键时段特征和遥感影像,采集提取各种作物在不同时间阶段的光谱特征,建立作物分类模型,从而实现对农作物类型的精准识别。这对于完善农作物面积监测方法、开展农作物生产水平遥感评估等具有重要意义。

2.3 农业灾害监测与预警

卫星遥感技术结合各种自然灾害的实际应用模型,可以实现对农业灾害的时空动态精准监测。通过实时监测作物的生长环境和生长状况,及时发现异常反射特征,准确识别病虫害的发生和蔓延情况,为农业灾害预警和防治提供科学依据,有效减轻了自然灾害对农业生产的影响。

2.4 农作物估产

卫星遥感技术可以通过分析作物生长过程中的光谱特征、植被指数等数据,估算农作物的产量。这种方法具有客观、准确、及时的优点,为农业生产管理和市场预测提供了重要参考。

3 卫星遥感大数据赋能农业生产的优势

3.1 感测范围大,信息量大

卫星遥感技术具有覆盖范围广、信息量大的特点,能够实现对大范围农田的实时监测和精准管理。通过卫星遥感数据,可以获取作物生长环境、土壤湿度、植被覆盖等多种信息,为农业生产提供全面的数据支持。

3.2 获取信息快,更新周期短

卫星遥感数据具有更新周期短的特点,能够实现对农田信息的快速获取和实时更新。这对于及时监测作物生长状况、预测产量和灾害预警具有重要意义。通过定期观测和数据分析,可以及时发现农田中的问题,并采取相应的管理措施。

3.3 动态监测能力强

卫星遥感技术能够实现对农田信息的动态监测,通过时间序列的遥感影像分析,可以了解作物生长过程中的变化规律和趋势。这有助于制定科学的农业生产计划和管理策略,提高农业生产的效率和质量。

3.4 智能化程度高

随着人工智能技术的发展,卫星遥感数据的智能化处理和分析能力不断提高。通过深度学习等技术手段,可以实现对遥感图像的自动识别和分类,提高数据处理的效率和准确性。同时,智能化技术还可以为农业生产提供更加精准的决策支持和管理方案。

4 卫星遥感大数据赋能农业生产的未来发展趋势

4.1 多源数据融合

未来卫星遥感大数据将与地面物联网、无人机等多源数据进行融合,形成更加全面、精准的农田信息监测体系。通过多源数据的互补和协同作用,可以进一步提高农田信息监测的精度和实时性。

4.2 高分辨率与高精度

随着传感器技术和数据处理技术的不断进步,卫星遥感数据的分辨率和精度将不断提高。高分辨率的遥感影像能够更加清晰地展示农田的细节信息,为农业生产提供更加精准的数据支持。同时,高精度的数据处理和分析技术也将进一步提高遥感数据的利用效率和价值。

4.3 智能化与自动化

未来卫星遥感大数据的处理和分析将更加智能化和自动化。通过人工智能、机器学习等技术手段,可以实现对遥感图像的自动识别和分类,提高数据处理的效率和准确性。同时,智能化技术还可以为农业生产提供更加精准的决策支持和管理方案,推动农业生产的智能化转型。

4.4 广泛应用与深度融合

卫星遥感大数据将在农业生产中得到更加广泛的应用和深度融合。从作物种植、生长监测到灾害预警、产量估算等各个环节都将受益于卫星遥感技术的赋能。同时,卫星遥感大数据还将与农业物联网、智能农机等新技术进行深度融合,共同推动农业生产的智能化、科技化和现代化进程。

5 结论

卫星遥感大数据作为现代农业的重要技术手段之一,为农业生产提供了精准的数据支持和决策依据。通过实时监测和精准管理,卫星遥感技术能够有效提高农业生产的效率和质量,保障国家粮食安全和经济发展。未来随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,卫星遥感大数据将在农业生产中发挥更加重要的作用,推动农业生产的智能化转型和可持续发展。

参考文献

[1]张兴源.遥感技术在农业生产中的应用[J].农业科技与信息,2023,(08):35-38.

[2]李瑞.卫星遥感技术在气象为农服务中的应用[J].河北农业,2023,(08):67-68.

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