遙感技術在農業信息化中的應用探析

張 偉

（寧夏農業勘查設計院，寧夏銀川 750002）

在農作物生長過程中，將遙感技術應用于農業信息化中，可以對相關數據進行分析，及時解決出現的病蟲害等問題，并對影響農作物生長的自然災害進行防范，針對不同情況做好預防工作，有利于提高農作物產量，為人們生活提供物質保障，從而推動社會經濟發展。

1 遙感技術概述與特點

1.1 遙感技術概述

遙感屬于一種探測技術，涉及物理、空間以及電子計算機等多方面理論知識，應用性較強。遙感技術主要借助相關遙感設備，通過波譜探測不同事物，然后對遙感器收集信息進行記錄、傳輸與分析［1］。遙感技術、地理信息系統技術以及全球定位系統技術這三項技術構成一個完整遙感技術體系。

1.2 遙感技術特點

1）遙感技術受外界因素影響較小，獲取信息量相對較多。2）遙感技術可以實現瞬間成像，信息傳播速度快。3）遙感技術可以大面積地收集數據信息，能夠及時掌握農業動態變化，對相關數據信息進行測量與分析，給相關工作人員帶來巨大便利。

2 遙感技術在農業信息化中具體應用

2.1 資源調查

農作物種植與生長過程中，土地資源是重要影響因素，土地性質不同，適合種植的農作物也不相同，因此在種植之前應該對土地資源進行分析。遙感技術可以對土壤的成分或土地是否能夠大面積利用進行調查。隨著人們生活水平的不斷提高，農副產品種類也越來越多。通過遙感技術可以對相關土壤資源進行詳細調查，掌握各土地使用現狀，從而對后期農作物種植與生產做詳細規劃。在農作物生長過程中，利用遙感技術還可以觀察農作物生長情況，監測生長過程中即將發生的問題，對于一些問題可以做到防患于未然。

2.2 農作物估產

1）遙感技術可以精確估測農作物種植面積，區分農作物種植種類。常用的方法是遙感監督分類法，在了解種植情況以及種植位置時，通過分層監督分類，提取農作物種植面積。2）遙感技術可以監測農作物生長動態情況，根據監測到農作物生長情況，采取相應措施提高農作物產量與質量。其中，直接監測法、同期對比法以及作物生長過程監測法等是監測作物生長動態情況方法，直接監測法是根據不同波段中形成的植被指數有效估測能夠反應作物生長情況的因子，如農作物的產量、生物量或者葉面積指數等都能夠反映出相應指數；同期對比法是利用當年的歸一化植被指數值與上一年歸一化植被指數值相比，統計與分析生長差異情況，得知該區域當年農作物生長情況。

2.3 農業災害預報監測

遙感技術在農業災害預報檢測中也發揮重要作用，如農作物生長過程中發生的病蟲害問題、洪澇災害、干旱問題等相關方面都可以進行監測，同時可以評估農作物在受到損害之后生長情況和產量等［2］。根據相關調查顯示，我國每年受到自然災害影響會導致農作物減產，從而影響整體經濟效益。1）旱澇災害對農作物生長產生極大危害。作物缺水指數法、熱慣量法是在干旱監測中經常使用的兩種方法。其中，作物缺水指數法是通過作物冠層與冠層上空大氣二者溫差度分析作物根部土壤水分含量，這種方法在作物種植面積較大的地區比較適用。土壤的熱慣量是土壤自身的一種熱特性，它是引發土壤表層的溫度不斷變化的內在因素之一，與土壤的含水量也有著直接的關系。2）冷凍災害也是我國北方地區常見的自然災害之一，主要發生在深冬與早春時節，地面溫度監測與植被指數監測主要用于作物冷凍遙感監測。地面溫度監測的精確度必須小于1 ℃，否則農作物溫差會使得農作物生長情況有所不同；植被指數是根據植被光譜特性，將可見光和近紅外波段進行組合而形成的指數，監測植被指數可以了解地表的植被情況。病蟲害是農作物種植中經常遇到的一種災害，嚴重的病蟲害會給農業生產帶來巨大損害，病蟲害的發生會導致農作物葉片細胞結構、水分、氮素含量以及外部形狀等相關因素發生變化，因此農作物反射光譜也會發生變化［3］。遙感技術的使用，根據預測蟲量光譜指數，通過決策樹方法經過2～3 個月的影響預測觀察，可以達到很高的精度。

2.4 精準農業與遙感

精準農業技術是根據田間差異性與作物產量時間與空間的不同，在合適的地點、時間，灌溉適量的水、肥料、農藥等，用最小的成本獲取最高的效益，并降低環境污染程度。1）對農田現狀進行精準制圖，主要包括農田基礎設施以及地塊分布制圖兩個方面，從而為后續作業提供基礎服務。其中，農業基礎設施主要針對農田道路以及水利設施，可以在最大程度上快速調查農田基礎設施；地塊分布制圖則可以將農田內部不同類型的信息都集中在一起，然后再合并在圖中，可以更好地提升農田種植的效率。2）農田精準化施肥，遙感技術可以通過對作物中的氮素含量以及生長過程進行監測，根據相關數據進行相應的分析與決策，可以精確分析出農作物肥料的含量，在此基礎上進行施肥，有利于作物生長。2）農田精準化灌溉，農作物的種類不同，含水量也不同，要想農作物吸取適量水分，就要分析土壤含水量、農田蒸發量，從而進行精確灌溉。

3 遙感技術在農業信息化中應用展望

3.1 新一代農業無人機技術應用

無人機技術即無人駕駛，是完全依靠動力驅使且可以重復使用的一種新型遙感技術，非常方便靈活，實用性非常高，因此在農業信息化中得到廣泛應用。農業衛星遙感技術還存在相應不足，會受到多方面因素影響，如天氣因素影響、軌道周期影響等，從而導致遙感數據質量不高；無人機遙感就可以在一定程度上解決該問題，通過與衛星遙感進行大范圍互相配合，組建一個多角度的農業信息監測網，可以將最小精確尺度與動態連續監測這兩種優勢應用在農田各種信息監測與分析中，尤其是對農業災后進行快速評估有著相當大的優勢。

3.2 農田地面傳感網與遙感技術相結合

隨著傳感器觀測技術的不斷發展與完善，衛星遙感中模型同化、精度驗證等相關工作可以獲取真實有效信息。隨著農業快速發展，農業中的各項傳感器也不斷涌現，在一定程度上能夠提高農田信息地面采集的方便快捷性，并且采集數據具有時效性，精確度也達到一定程度，有利于工作人員快速分析各項信息數據，提高工作質量與效率。各種地面傳感網與農業遙感進行相結合，可以有效提高農業監測準確度，有利于農業信息給各項工作提供實時服務［4］。但目前在這方面還存在一定問題，在觀測模式與處理方法等方面，衛星、航空與地面等傳感系統有所不同，再加上農業相關資源在時間與空間上存在差異，因此要想完全實現遙感技術與地面傳感網進行充分融合，從而幫助監測，還存在一定難度，需要這方面的專家人士進一步研究。

3.3 農業專業模型與遙感技術耦合

遙感技術能夠大范圍、多角度地收集觀測信息數據，但仍存在一些缺陷，如作物遙感監測是無法對作物高度、葉面積以及生物量等關鍵因素在生長過程中是難以進行連續性觀測的。因此，在遙感觀測時間分布率上存在一定缺陷，只能通過農業專業模型、作物生長模型等與遙感數據進行耦合，從而減少這方面問題出現［5］。農業遙感技術發展應提高農業專業模型適用性，以小型試驗為樣本；應將衛星地多源數據優勢發揮出來，通過地面傳感網，提高信息采集周期性；應注重遙感數據產品標準化與業務化的提升，從而有利于相關工作人員將各項數據引入到各項專業模型中，更好地做好農業相關工作。

4 結語

隨著科學信息技術的進步與發展，高技術的分辨率傳感器不斷涌現，在農業遙感技術的監測對象與精度方面得到突破。而我國農業正處于轉型時期，由傳統農業向現代化農業方向發展，因此必須注重遙感技術的應用，及時抓住發展機會，明確發展方向，挖掘遙感技術在農業信息化應用中的潛力，進一步完善目前存在問題，正確認識我國遙感技術與發達國家還存在一定距離。因此，應大力發展遙感新技術，拓展遙感技術在農業領域中的應用，學會借鑒最新成果，然后結合我國農業發展情況，應用新技術監測農作物生長動態情況，根據相關信息數據有效預防各種農業災害，提高農業產量與農作物質量，從而減少經濟損失，提高農業經濟收入，促進農業發展。