遙感技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

《遙感技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、遙感技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)又稱精細(xì)農(nóng)業(yè)、精確農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)作和處方農(nóng)業(yè)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)基于農(nóng)田作物和環(huán)境的空間差異性，是通過各種技術(shù)手段來獲取農(nóng)田內(nèi)不同單元的農(nóng)田信息，并由此利用變量技術(shù)來進(jìn)行農(nóng)田優(yōu)化管理，以便實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程精細(xì)化、準(zhǔn)確化的農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)。在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的框架下，可以根據(jù)地塊土壤、水肥、作物病蟲害、雜草及產(chǎn)量等在時(shí)間與空間上的差異，來進(jìn)行相適宜地耕種、施肥、灌溉、用藥及收獲，其目的是以合理的投入來獲得最好的經(jīng)濟(jì)效益，并保護(hù)環(huán)境，以確保農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。鑒于我國(guó)及全球人口不斷增長(zhǎng)和土地資源減少

2、的矛盾不可逆轉(zhuǎn)，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在減少投入、降低成本、減輕環(huán)境污染、農(nóng)產(chǎn)品可控化、標(biāo)準(zhǔn)化和批量化等方面均有積極的作用和意義。在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中，田塊內(nèi)的作物狀態(tài)及其生長(zhǎng)環(huán)境的空間差異是進(jìn)行農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)管理的關(guān)鍵。遙感可在不同的電磁譜段內(nèi)周期性地收集地表信息，已成為人們研究、識(shí)別地球和環(huán)境的主要方法。遙感信息為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)所需空間信息差異參數(shù)的快速、準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)獲取提供了重要的技術(shù)手段。早期由于受分辨率、時(shí)間周期、地理、空域、氣象條件、監(jiān)測(cè)成本高及遙感技術(shù)發(fā)展水平等因素的限制，遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用只局限于服務(wù)區(qū)域的重大決策。

3、20世紀(jì)70年代，遙感開始進(jìn)入一個(gè)，高速發(fā)展的階段并廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測(cè)，在作物識(shí)別、面積估算、長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、旱情監(jiān)測(cè)、災(zāi)害評(píng)估和作物產(chǎn)量估計(jì)等方面，均取得了較大的成績(jī)，然而遙感信息在時(shí)空分辨率及所提供信息的精度和豐度還不能滿足精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)對(duì)農(nóng)田信息的需求。近20年來，隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，遙感技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域開始發(fā)揮越來越大的作用，在指導(dǎo)農(nóng)田灌溉、施肥、病蟲害防治、雜草控制、農(nóng)作物收獲及災(zāi)后損失評(píng)估等方面均已有很多成功的應(yīng)用。以下將對(duì)遙感技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域部分應(yīng)用研究進(jìn)行介紹。遙感可為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供以下兩類

4、農(nóng)田與作物的空間分布信息:一類是基礎(chǔ)信息，這種信息在作物生育期內(nèi)基本沒有變化或變化較少，主要包括農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施、地塊分布及土壤肥力狀況等信息;另一類是時(shí)空動(dòng)態(tài)變化信息，包括作物產(chǎn)量、土壤熵情、作物養(yǎng)分狀況、病蟲害的發(fā)生/發(fā)展?fàn)顩r、雜草的生長(zhǎng)狀況以及作物物候等信息。一、基礎(chǔ)信息獲取1.農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施調(diào)查主要包括農(nóng)田道路、水利設(shè)施等，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)田管理的基礎(chǔ)保障。掌握區(qū)域農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施的空間分布狀況，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中充分發(fā)揮這些設(shè)施作用的前提。使用遙感技術(shù)可以在較大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的快速調(diào)查。傳統(tǒng)的遙感農(nóng)

5、田道路及水利設(shè)施的信息提取主要有以下3種方法:基于像元尺度的影像自動(dòng)分類技術(shù)、人機(jī)交互模式下的人工解譯提取技術(shù)及自動(dòng)識(shí)別跟蹤方法。目前，影像分類有了新的改進(jìn)方法，面向?qū)ο蟮亩喑叨确指罴夹g(shù)可以更加有效地利用所要提取對(duì)象的形態(tài)特征，在對(duì)道路和水渠等線性特征地物進(jìn)行提取時(shí)，可取得更好的效果。2014年黑龍江省富錦市設(shè)施農(nóng)用地分布圖基于遙感人工目視解譯技術(shù)，并結(jié)合野外調(diào)查的方式，對(duì)融合后的高分一號(hào)衛(wèi)星、資源三號(hào)衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行信息提取，形成包含育秧棚、晾曬場(chǎng)、農(nóng)機(jī)站等在內(nèi)的富錦市設(shè)施農(nóng)用地分布圖。1.地塊分

6、布調(diào)查精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的變量管理技術(shù)是通過將農(nóng)田分為較小的管理單元來實(shí)現(xiàn)，被定義為“農(nóng)田中產(chǎn)量限制因子均一并且適合進(jìn)行統(tǒng)一作物投入的田塊”。與早期精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)“FarmingByFoot”的概念相比，基于管理單元進(jìn)行的精準(zhǔn)耕作更具有可操作性。利用高分辨率遙感影像進(jìn)行地塊邊界及其空間分布的提取，不僅時(shí)效性強(qiáng)、精度高，而且符合中國(guó)農(nóng)村高度分散條件下的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)施。2014年寶泉嶺農(nóng)墾管理局軍川農(nóng)場(chǎng)耕地資源調(diào)查情況圖利用高分一號(hào)衛(wèi)星16m分辨率寬幅多光譜影像數(shù)據(jù)，對(duì)軍川農(nóng)場(chǎng)耕地進(jìn)行分塊調(diào)查、集中編號(hào)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)確權(quán)，進(jìn)

7、一步規(guī)范化、科學(xué)化、數(shù)字化地籍管理工作。1.土壤狀況調(diào)查土壤狀況是決定農(nóng)田潛在生產(chǎn)力的主要因素，土壤性狀及肥力狀況信息可以為精準(zhǔn)農(nóng)田管理提供響應(yīng)依據(jù)。一般可以通過改進(jìn)土壤肥力指標(biāo)來提高作物單產(chǎn)，這些指標(biāo)包括土壤有效氮及其他宏觀或微觀植物養(yǎng)分、地塊的相對(duì)位置和坡度以及土壤有機(jī)質(zhì)含量。土壤的反射光譜主要受其物理性質(zhì)、化學(xué)成分及礦物成分的影響，通過地物反射光譜可以有效區(qū)分不同類型的土壤，并可用于土壤肥力狀況的調(diào)查。目前，遙感技術(shù)已經(jīng)可以成功地獲取土壤的有機(jī)碳、N、P、K、Ca、鹽分以及總有機(jī)質(zhì)等的含量信息，并

8、可以對(duì)土壤的pH值等化學(xué)屬性進(jìn)行估算。這些信息可以直接用于土壤肥力的評(píng)價(jià)與空間制圖。土壤結(jié)構(gòu)也是影響土壤反射光譜的因素之一，近幾年，利用遙感對(duì)土壤物理性質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)也在逐漸開展中，并且取得了較好的效果，監(jiān)測(cè)對(duì)象包括土壤顆粒大小、質(zhì)地及粘粒含量等。這些土壤結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)土壤水分的涵養(yǎng)及養(yǎng)分物質(zhì)的遷移有重要的影響，可以用于評(píng)估土壤的排灌能力和肥料的利用效率。2013年4月冬小麥氮肥推薦施肥圖通過利用大區(qū)域尺度上冬小麥?zhǔn)┓释扑]方法，對(duì)GeoEye-1衛(wèi)