遙感，即遙遠(yuǎn)的感知，是從遠(yuǎn)距離感知目標(biāo)反射或自身輻射的電磁波、可見光、紅外線，對目標(biāo)進(jìn)行探測和識別的技術(shù)。

隨著科技的發(fā)展，遙感在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用也越來越普遍，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)看天看地看作物，現(xiàn)在農(nóng)民也成為了看手機(jī)的“低頭族”，從高空的衛(wèi)星、低空的無人機(jī)到地面的各種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器，越來越智能的技術(shù)正在逐漸應(yīng)用到傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，通過天空地一體化的信息采集技術(shù)與裝備，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的感知和診斷，并最終實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化種植和智能化管理。“農(nóng)耕技藝”的內(nèi)涵正在被重新定義著。

農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)的定義

農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)是一種創(chuàng)新的科技手段，通過空中或者太空中的遙感設(shè)備，獲取農(nóng)田的各種信息，然后進(jìn)行解析，以了解農(nóng)田的實(shí)時狀況和未來可能的發(fā)展趨勢。遙感設(shè)備可以通過測量地表反射到空中的光線的特性，獲取大量有關(guān)農(nóng)田的信息，比如土壤濕度、作物生長狀況、病蟲害情況等。這種技術(shù)為我們帶來了一個全新的視角，讓我們可以從空中看農(nóng)田，有助于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和可持續(xù)性。

農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)的發(fā)展

從20世紀(jì)70年代出現(xiàn)民用資源衛(wèi)星后,農(nóng)業(yè)成為遙感技術(shù)最先投入應(yīng)用和收益顯著的領(lǐng)域。特別是隨著高空間、高光譜和高時間分辨率遙感數(shù)據(jù)的出現(xiàn),農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)在長時間序列作物長勢動態(tài)監(jiān)測、農(nóng)作物種類細(xì)分、田間精細(xì)農(nóng)業(yè)信息獲取等關(guān)鍵技術(shù)方面得到了突破。農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測主要以作物、土壤為對象,利用地物的光譜特性,被用來進(jìn)行作物長勢、作物品質(zhì)、作物病蟲害等方面的監(jiān)測。

由于遙感技術(shù)具有覆蓋面積大、重訪周期短的特點(diǎn),因此主要應(yīng)用于大面積農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的調(diào)查、評價、監(jiān)測和管理,其在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用按內(nèi)容歸納為下列4類:

01

農(nóng)業(yè)資源調(diào)查

包括耕地資源、土壤資源 等現(xiàn)狀資源的調(diào)查,以及土地荒漠化和鹽漬、農(nóng)田環(huán)境污染、水土流失等動態(tài)監(jiān)測,提供各類資源的數(shù)量、分布和變化情況,以及基于調(diào)查的各類資源評價 ,提出應(yīng)該采取的對策 ,用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的組織、管理和決策。

02

農(nóng)作物估產(chǎn)

常有利于大規(guī)模種植。包括小麥、玉米、水稻、棉花等大宗農(nóng)作物的長勢監(jiān)測和產(chǎn)量預(yù)測,也包括牧草地產(chǎn)草量估測、果樹長勢監(jiān)測等。

03

農(nóng)業(yè)災(zāi)害預(yù)報

包括農(nóng)作物病蟲害、冷凍害、洪澇旱災(zāi)、干熱風(fēng)等動態(tài)監(jiān)測,以及災(zāi)后農(nóng)田損毀、作物減產(chǎn)等損失調(diào)查和評估。

04

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)

主要是利用高空間分辨率的衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行農(nóng)田面積和分布的現(xiàn)狀調(diào)查,以及針對農(nóng)田精準(zhǔn)化施肥、施藥和灌溉進(jìn)行的農(nóng)田尺度的作物長勢、病蟲害和土壤水分等信息的監(jiān)測。

針對不同的應(yīng)用,不同空間分辨率的光學(xué)遙感與微波遙感優(yōu)勢各異。如高空間分辨率的遙感數(shù)據(jù)主要應(yīng)用田間尺度的精確農(nóng)業(yè),而高時間分辨率廣覆蓋遙感數(shù)據(jù)主要應(yīng)用于大面積農(nóng)作物長勢監(jiān)測。

農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)的原理和方法

農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)的基本原理

農(nóng)業(yè)遙感基本原理是遙感影像的紅波段和近紅外波段的反射率及其組合與作物的葉面積指數(shù)、太陽光合有效輻射、生物量具有較好的相關(guān)性。通過衛(wèi)星傳感器記錄的地球表面信息，辨別作物類型，建立不同條件下的產(chǎn)量預(yù)報模型，集成農(nóng)學(xué)知識和遙感觀測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)作物產(chǎn)量的遙感監(jiān)測預(yù)報。我們可從遙感集市下載獲取影像數(shù)據(jù)，通過各大終端產(chǎn)品定期獲取專題信息產(chǎn)品監(jiān)測與服務(wù)報告，同時又避免手工方法收集數(shù)據(jù)費(fèi)時費(fèi)力且具有某種破壞性的缺陷。

常見的農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)方法

01

多光譜遙感

多光譜遙感是通過測量農(nóng)田和作物對幾種特定波長光線的反射特性，來獲取信息。這種方法簡單高效，但提供的信息比較有限。

02

超光譜遙感

超光譜遙感則是通過測量農(nóng)田和作物對非常多波長光線的反射特性，來獲取更詳細(xì)的信息。這種方法可以提供非常豐富的信息，但數(shù)據(jù)處理起來相對復(fù)雜。

03

雷達(dá)遙感

雷達(dá)遙感是利用雷達(dá)波的反射特性，來獲取農(nóng)田的信息。雷達(dá)遙感對天氣和光照條件的依賴較小，可以在任何時間進(jìn)行測量。

04

紅外遙感

紅外遙感則是利用紅外光的反射特性，來獲取農(nóng)田和作物的信息。紅外遙感特別適合于測量植被的生長狀況和水分狀況。

常用的遙感設(shè)備和平臺

01

衛(wèi)星

衛(wèi)星是進(jìn)行遙感測量的主要設(shè)備，可以提供全球覆蓋的遙感數(shù)據(jù)。衛(wèi)星遙感設(shè)備通?？梢蕴峁┓浅＞_和詳細(xì)的數(shù)據(jù)，但更新頻率相對較低。

02

無人機(jī)

無人機(jī)是近年來越來越受歡迎的遙感設(shè)備，可以提供非常高分辨率的遙感數(shù)據(jù)。無人機(jī)靈活性高，更新頻率高，特別適合于小范圍的精細(xì)農(nóng)業(yè)管理。

03

飛機(jī)

飛機(jī)也是一個重要的遙感設(shè)備，特別是在大范圍的農(nóng)田監(jiān)測中。飛機(jī)可以攜帶各種高精度的遙感設(shè)備，提供高質(zhì)量的遙感數(shù)據(jù)。

農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)的應(yīng)用

01

土壤管理

土壤肥力評估：遙感技術(shù)可以通過測量土壤對光的反射特性，來評估土壤的肥力。這對于優(yōu)化施肥，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率十分重要。

土壤濕度檢測：通過測量土壤的紅外反射特性，遙感技術(shù)可以精確地檢測土壤的濕度情況。這有助于精確控制灌溉，節(jié)省水資源，保護(hù)環(huán)境。

02

作物管理

作物種類鑒定：通過對遙感圖像的分析，可以準(zhǔn)確地識別農(nóng)田中種植的作物種類。這對于大規(guī)模的農(nóng)田管理和農(nóng)業(yè)統(tǒng)計非常有用。

作物生長監(jiān)測：遙感技術(shù)可以持續(xù)地監(jiān)測作物的生長狀況，包括生長速度、生長階段、生長狀況等。這對于預(yù)測產(chǎn)量，優(yōu)化農(nóng)田管理具有重要意義。

作物病蟲害識別和預(yù)測：遙感技術(shù)可以通過檢測作物的光譜反射特性的變化，來識別和預(yù)測病蟲害。這對于提前采取防控措施，減少病蟲害的損害至關(guān)重要。

03

農(nóng)業(yè)資源管理

水資源管理：通過遙感技術(shù)，我們可以準(zhǔn)確地了解農(nóng)田的水分情況，包括土壤濕度、作物水分狀況等。這有助于我們更精準(zhǔn)地管理水資源，節(jié)省水資源，提高灌溉效率。

農(nóng)田管理：遙感技術(shù)可以提供大規(guī)模、高精度的農(nóng)田信息，有助于我們更高效地管理農(nóng)田。例如，我們可以通過遙感圖像來優(yōu)化農(nóng)田的布局，提高農(nóng)田的利用率。

04

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)

優(yōu)化施肥和灌溉：遙感技術(shù)可以提供大量有關(guān)農(nóng)田和作物的實(shí)時信息，有助于我們精準(zhǔn)地進(jìn)行施肥和灌溉。例如，我們可以根據(jù)土壤肥力和作物生長狀況，精準(zhǔn)地施肥，既可以提高肥效，又可以減少對環(huán)境的污染。

收割優(yōu)化：通過遙感技術(shù)，我們可以實(shí)時了解作物的生長狀況和成熟度，從而優(yōu)化收割時間和方式，提高收割效率和產(chǎn)量。

面臨的挑戰(zhàn)和未來發(fā)展趨勢

挑戰(zhàn)：

01

數(shù)據(jù)處理和解析的復(fù)雜性

雖然遙感技術(shù)可以獲取大量的農(nóng)田和作物信息，但如何處理和解析這些數(shù)據(jù)，從中提取有用的信息，是一個很大的挑戰(zhàn)。這需要大量的人力和計算資源，以及高級的數(shù)據(jù)分析和解析技能。

02

技術(shù)和設(shè)備的成本

遙感設(shè)備和技術(shù)的成本是一個重要的問題。盡管遙感設(shè)備和技術(shù)在過去幾年已經(jīng)有了顯著的發(fā)展和降價，但對于許多農(nóng)民和農(nóng)業(yè)企業(yè)來說，高昂的設(shè)備成本和運(yùn)營成本仍然是一個重大的負(fù)擔(dān)。

03

數(shù)據(jù)安全和隱私問題

遙感技術(shù)收集的數(shù)據(jù)往往具有高度的敏感性和私密性，如何保護(hù)這些數(shù)據(jù)的安全和隱私，避免數(shù)據(jù)泄露和濫用，是一個重要的問題。

趨勢：

01

人工智能的應(yīng)用

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，我們可以期待在遙感數(shù)據(jù)處理和解析方面有更多的自動化和智能化。例如，人工智能可以自動識別遙感圖像中的特征，自動檢測病蟲害，自動預(yù)測產(chǎn)量等。

02

技術(shù)的集成和優(yōu)化

隨著技術(shù)的發(fā)展，我們可以期待有更多的遙感技術(shù)和設(shè)備被集成和優(yōu)化。例如，我們可以期待有更多的無人機(jī)和衛(wèi)星被用于農(nóng)業(yè)遙感，提供更高精度和更高頻率的遙感數(shù)據(jù)。

03

可持續(xù)和環(huán)保農(nóng)業(yè)的推動

遙感技術(shù)為我們提供了更精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)管理和生產(chǎn)的可能性，這有助于推動可持續(xù)和環(huán)保農(nóng)業(yè)的發(fā)展。例如，我們可以通過精準(zhǔn)施肥和灌溉，減少對環(huán)境的污染，通過精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和可持續(xù)性。

結(jié)論

隨著遙感技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展中遙感技術(shù)的應(yīng)用將更加廣泛和精細(xì)化。未來的發(fā)展趨勢包括更高分辨率的遙感影像數(shù)據(jù)獲取、更精確的遙感數(shù)據(jù)解譯與分析方法、遙感技術(shù)與人工智能的結(jié)合等。這些發(fā)展趨勢將進(jìn)一步提升遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展中的應(yīng)用效果和影響力。

遙感技術(shù)作為一種重要的農(nóng)業(yè)信息獲取和管理手段，為農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了強(qiáng)大的支持和助力。通過遙感技術(shù)在土地利用與管理、作物監(jiān)測與管理、水資源管理等方面的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精細(xì)化管理、精準(zhǔn)決策和可持續(xù)發(fā)展。實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的綠色、智能和可持續(xù)發(fā)展。