遙感技術在農業中的應用探究

賈雨晗 李蘊雅

摘 要 遙感技術作為一門先進的實用技術被廣泛應用于農業中。在理解當前遙感技術在農業領域的應用研究基礎上，分析其存在的區域性差異、遙感數據獲取價位高且管理不規范、遙感數據庫不足和解譯水平需不斷提高等問題和不足，提出推動遙感圖像處理軟件的更新、規范遙感影像管理數據管理、加強遙感與GIS的結合及解譯水平有待進一步提高4個方面的對策建議，以提高遙感技術在農業工作中的應用效果。

關鍵詞 遙感技術;農業;應用

遙感技術（Remote Sensing，RS）是指運用現代光學、電子學探測儀器，與目標物無接觸，從遠距離把目標物的電磁波特性記錄下來，根據不同物體的電磁波特性來對目標物本身的特征、性質及其變化規律進行分析解譯的綜合性探測技術。20世紀以來，遙感技術因其獲取信息量大、多平臺和多分辨率、速度快、覆蓋面廣的優勢，在農業應用中成為及時掌握農業資源、作物長勢、農業災害等信息的最有效方式，有效地促進和發展了農業生產，解決了農業生產過程中的管理問題。我國的農業遙感起步于20世紀80年代，相對較晚[1]。截至2020年2月，我國全年糧食種植面積11 606萬公頃[2]。隨著我國農業生產發展不斷集約化，作物生產的動態、大范圍、快速及時的遙感信息需求非常迫切，因此我國需不斷推進遙感技術在農業生產中的建設。

1 遙感技術在農業領域的應用

1.1 農田基礎信息遙感普查

1.1.1 農田基礎設施情況

農田基礎設施調查涉及農田道路、水利情況等農田基礎設施的情況，在現代農業生產和農田管理方面發揮著基礎保障作用。遙感技術的普及利用使得農業基礎設施的調查更廣泛、更迅速和便捷。與此同時，在科學管理方面，遙感技術的廣泛應用也實現了對農田道路、水利等農田基礎設施的遙感監測，進而實現農田與農田間的科學化管理目標。

1.1.2 土壤肥力情況

用于耕地的土壤是否適合農作物的生長是決定農田潛在生產力高低的關鍵因素之一。在改良農田土壤、合理安排作物種植類型及管理措施等的過程中，遙感技術能夠有效地監測土壤肥力情況并獲取土壤肥力圖，為農田管理提供相應依據。土壤肥力的監測包括土壤顆粒大小、質地及黏粒含量等，其影響著土壤結構參數對土壤水分的涵養及養分物質的遷移，可應用于評估肥料的利用和土壤的排灌能力[3]。

1.1.3 耕地面積及分布情況

遙感技術在農業的應用中因其快速、便捷、全面的特點，可以獲取該地區農作物的空間分布、種植面積的變化、產量等信息，這有助于指導種植農作物、調整作物種植結構和農業供給側結構性改革等。

1.2 時空動態變化信息的獲取及利用

農田時空動態變化信息遙感監測主要包括對農作物長勢、農田地膜使用量、土壤墑情、作物產量，以及雪災、病蟲害等災害的監測等。利用遙感技術監測指導農田灌溉、作物收獲、評估救助作物受害的情況等具有重要意義。例如，在指導農田灌溉方面，可根據不同作物不同生育期的土壤墑情和作物需水量進行灌溉，以實現水資源的節約。總體上來說，遙感技術在農業上的應用，對推進農業管理建設、推動農業發展、科學分配農業資源等提供了依據[4]。

2 遙感技術在農業應用中存在的問題

2.1 遙感技術存在區域性差異

遙感技術存在的區域性差異具體表現在遙感南北區域。北方地區受氣候變化、地理環境等因素影響，在遙感技術的應用研究中比較全面，這使得遙感技術在農業中的應用中也更為成熟，但是在南方地區耕地面積碎片化、地形復雜、農作物間種普遍、同物異譜與異物同譜現象明顯等，使得遙感技術在南北區域中存在不小的差異。

2.2 遙感數據獲取價位高、管理不規范

遙感數據獲取價位高、管理不規范主要表現在現今獲取遙感影像資源的方式豐富，雖然有些數據是免費的但是對于那些中高分辨率的影像資源的價格較為昂貴。同時，對于這些影像數據的管理我國目前還沒有一個統一的規范標準，這導致影像數據定位差異較大，應用方面不易操作，統一管理不足，資源出現不同程度浪費等現象。

2.3 遙感數據庫不足

在農業生產中作物的生態物理參數的差異較大，同時農作物在環境、時間的影響下農作物與土壤之間的各種物理化學條件都會變化，而現有農業中的遙感數據庫還處于發展階段，數據量不足，這就對完善大量的數據庫提出了一定的挑戰，需要不斷加強發展完善。

2.4 解譯水平需不斷提高

遙感技術在農業中的應用依然不夠成熟，解譯方法和水平有待提高，如多種田間組分（作物、土壤等）混合光譜的研究等。雖然現代遙感在單一解譯技術方面比較完善，但混合光譜的研究仍處于初級階段，解譯水平仍不夠成熟。

3 遙感技術在農業中的應用對策

3.1 更新遙感圖像處理軟件

遙感圖像的分類精度、遙感圖像處理、地理信息系統軟件更新在遙感信息量的增加下提出了新的要求。在農業應用中，遙感技術分類可以利用對象分類法，這種分類方法將像元的光譜特性和像元的空間關系綜合起來進行處理，以便使計算機在分類的過程中獲得豐富的信息[4]。

3.2 規范遙感影像數據管理

目前可選用的遙感數據種類很多，但是要選擇低成本、高分辨率、高精度要求的數據很難。因此，國家應規范遙感影像數據管理，使數據的坐標系統規范化，同時要求相關部門在遙感影像數據管理方面共享資源，減少浪費。例如，農業部門為了監測農業而購買的影像，需要上交建庫，其他部門在需要之時方可申請使用該數據，以此節約成本，提高數據的利用率[5]。

3.3 加強遙感與GIS的結合

GIS在農業信息化發展中發揮著重要作用。加強遙感與GIS的結合可以推進農業物聯網信息采集、信息處理等智慧農業技術載體的建設，進一步完成“打造農業的數字經濟”這一智慧農業目標，因此遙感技術與GIS的結合，將農業生產、氣象、耕地、土壤、水源水質、市場等相關數據信息進行綜合集成、挖掘分析和精準服務，最終達到將每一塊耕地的信息，應用大數據分析為生產者提供耕地的情況、適合的種植的農作物，種植時間、施肥情況、銷售方向價格等精確的信息。

3.4 解譯水平有待進一步提高

提高解譯水平需要以建立完善的解譯體系為目標，尤其是在農業遙感方面的的解譯系統，不斷推進傳統解譯與現代信息技術相融合，結合地理信息系統，定位導航系統的發展，將不同地區不同地物的波譜特征納入解譯體系。

參考文獻：

[1] 史舟，梁宗正，楊媛媛，等.農業遙感研究現狀與展望[J].農業機械學報，2015（2）：247-260.

[2] 國家統計局.中華人民共和國2019年國民經濟和社會發展統計公報[EB/OL].（2020-02-18）[2020-05-03].http：//www.stats.gov.cn/tjsj/zxfb/202002/t20200228_1728913.html.

[3] 梅安新，彭望琭，秦其明，等.遙感導論[M].北京：高等教育出版社，2001.

[4] 陳仲新，任建強，唐華俊，等.農業遙感研究應用進展與展望[J].遙感學報，2016（5）：748-767.

[5] 薛東艷.遙感技術在林業中的應用現狀與展望[J].科技視界，2014（21）：309-311.

（責任編輯：趙中正）