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(cāng)廩實(shí),天下安。糧食安全是“國(guó)之大者”,是關(guān)乎國(guó)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(kāi)衛(wèi)星遙感信息的獲取和應(yīng)用。
倉(cāng)廩實(shí),天下安。糧食安全是“國(guó)之大者”,是關(guān)乎國(guó)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(kāi)衛(wèi)星遙感信息的獲取和應(yīng)用。
過(guò)去,我國(guó)農(nóng)業(yè)氣象領(lǐng)域的衛(wèi)星遙感信息依賴(lài)于國(guó)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(lái),以風(fēng)云氣象衛(wèi)星為代表的自主國(guó)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(lài)國(guó)外的局面。知冷知熱的“百姓星”,成為“國(guó)之大者”的“守護(hù)星”。
擦亮“慧眼”? 知天而作
俗語(yǔ)說(shuō)“看天吃飯”,氣象條件對(duì)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(cè)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(cè)、作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)開(kāi)展。國(guó)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(píng)價(jià)過(guò)去及未來(lái)的氣象條件對(duì)作物生長(zhǎng)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(duì)于提高農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)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(guó)氣象局“國(guó)-省-市/縣”一體化大宗作物分布遙感監(jiān)測(cè)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(guó)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(cè)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(chǎng)硬仗。2021年,我國(guó)北方經(jīng)歷了罕見(jiàn)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(guó)家氣象中心正研級(jí)高級(jí)工程師吳門(mén)新說(shuō),“為打贏這場(chǎng)夏糧保衛(wèi)戰(zhàn),氣象部門(mén)在衛(wèi)星遙感方面加強(qiáng)與農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門(mén)及種糧大省聯(lián)動(dòng),建立國(guó)省兩級(jí)農(nóng)業(yè)氣象遙感監(jiān)測(cè)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(zhǎng)勢(shì)情況,及時(shí)向有關(guān)部門(mén)提供了作物長(zhǎng)勢(shì)及氣象條件影響的分析報(bào)告,為相關(guān)部門(mén)開(kāi)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(píng)。”
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(wèn)題,根本出路在科技。實(shí)現(xiàn)“飯碗主要裝中國(guó)糧”,就要加強(qiáng)對(duì)我國(guó)主要糧食作物的監(jiān)測(cè)與管理。
近年來(lái),中國(guó)氣象局、中國(guó)科學(xué)院、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等部門(mén)將風(fēng)云氣象衛(wèi)星資料作為數(shù)據(jù)源,開(kāi)展國(guó)內(nèi)外重要產(chǎn)糧區(qū)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)及小麥、玉米、水稻和大豆等主要糧食作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)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(guó)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(duì)我國(guó)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(cè)中的重要參數(shù),以前主要通過(guò)氣象站點(diǎn)獲取相關(guān)數(shù)據(jù),但站點(diǎn)相對(duì)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(cè)預(yù)警及作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、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(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)飯碗、守好中國(guó)糧食貢獻(xiàn)智慧力量。
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仰望星空? ?未來(lái)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(lái)農(nóng)業(yè)衛(wèi)星遙感業(yè)務(wù)的發(fā)展帶來(lái)新的可能。
面向未來(lái),中國(guó)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(guān)測(cè)能力,開(kāi)展全球糧食主產(chǎn)區(qū)作物長(zhǎng)勢(shì)和農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè),為全球糧食安全氣象風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警業(yè)務(wù)提供支持;開(kāi)展基于高分辨衛(wèi)星的作物種植分布遙感監(jiān)測(cè),提高作物面積監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和精細(xì)化程度;開(kāi)展高光譜遙感技術(shù)研發(fā),滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)定量遙感、作物品種與品質(zhì)監(jiān)測(cè)、災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)等需求;發(fā)展微波遙感技術(shù),滿(mǎn)足關(guān)鍵作物生長(zhǎng)期與關(guān)鍵農(nóng)事管理節(jié)點(diǎn)對(duì)全天候遙感數(shù)據(jù)的需求。
過(guò)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(jī)斐然。未來(lái)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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