卫星遥感如何精准赋能农业监管
卫星遥感如何精准赋能农业监管
卫星遥感技术在现代农业中发挥着越来越重要的作用。通过分析遥感影像的光谱、纹理和几何信息，可以实现农作物分类、长势监测、病虫害识别等功能，为精准农业提供数据支持。本文将详细介绍卫星遥感技术在农业监管中的典型应用。
农作物分类识别
农作物具有季相节律性和物候变化规律性的特点，在不同时相的卫星遥感影像上呈现的色彩也不尽相同。如图1所示，此时的玉米大多为深绿偏黑，大豆为亮绿偏黄，水稻为浅绿色且分布呈片状。通过遥感卫星影像的光谱信息、纹理信息、几何信息等，可精细识别出玉米、大豆、水稻等作物。同时，结合地面实际调查点、耕地矢量范围等辅助信息对结果进行验证，表明分类精度完全满足农业生产需求。
图1 2021年吉林省某区域农作物分类局部示意图
农作物长势监测
农作物长势监测是对农作物的苗情、生长状况及其变化的宏观监测，不仅可以对农作物的生长过程进行调控，也可以进一步结合气象、作物生长周期进行农作物成熟期预测，为农作物估产提供基础数据。
通过对当前作物的生长情况与指定时间点或多年同期的平均情况进行比较，并对其差值进行分级，可以反应当前时间的作物相对长势。图2为河南某区域2024年3月与过去三年平均长势的对比，可见监测区西南部作物长势比往年平均水平差，中部区域的长势比往年平均水平好，据此可以进一步为调整灌溉、施肥等措施提供数据支持。
图2 2024年3月河南某区域小麦长势监测
农作物病虫害识别
农作物病虫害是我国农业生产中一种严重的生物灾害，对农作物病虫害的精准识别和预警有助于提前采取防控措施，对农作物健康生长、减少受灾损失具有至关重要的意义。遥感技术可以通过检测作物光谱反射特性的变化来识别和预测病虫害，并通过分析植被指数与距平植被指数等参数评估病虫害的严重性及对作物的影响程度。
以2019年某区域蝗虫灾害监测为例。图3为距平植被指数分析图，黄色和红色区域表示受到蝗灾影响较大的区域，在影像上体现为距平植被指数低（即植被指数较往年平均水平偏低）；图4为2020年1-3月五期植被指数对比图，我们不难发现，2020 年1-2月该区域植被指数整体呈现下降趋势，只有少部分区域存在增长，进入3月后，植被指数缓慢增加，植被总体呈现缓慢生长趋势。
图3 2019年某区域蝗虫灾害监测——距平植被指数分析
图4 2020年1-3月某区域蝗虫灾害监测——五期植被指数对比分析
田间管理精准“施策”
精准农业是现代化农业的核心，即在精准管理农田物料投入的基础上，采用信息技术对田间各类信息进行实时监控管理的现代农业发展模式，是信息技术与农业生产结合的一种新型农业。
精准农业通过采集作物生长状态和土壤性状作为基础信息，结合中长期气象预测和市场预判可以对田间管理实现精准“施策”，即对不同生长阶段、不同地块的作物的水分、化肥、农药投入进行动态调节。这不仅可以减少化学物质对土地的污染，保护生态环境，还可以减少物料投入，提高经济效益。
以农田精准化灌溉为例。可以通过遥感光谱信息构建农作物生长环境的多类指标，分析土地墒情及盐碱化程度，辅助制定灌溉计划，预防和管理土地旱涝和盐碱化。
图5 土地墒情监测
图6 土地盐碱化监测
遥感技术凭借其覆盖面积大、数据获取快、经济成本低等优势，广泛应用于大面积农业生产的调查、监测、评价和管理等方面，可以有效解决传统农业生产模式中生产投入高、效率低、农产品质量不稳定等问题，“精准发力”赋能农业监管，有效提升农业农村管理决策效能。