农业遥感研究应用进展与展望

得益于中国自主遥感卫星、无人机遥感和物联网等技术的发展,中国农业遥感研究与应用在过去20年取得了显著进步,中国农业遥感信息获取呈现出天地网一体化的趋势;农业定量遥感在关键参数遥感反演技术方法与应用方面取得进展;作物面积、长势、产量、灾害遥感监测的理论与技术方法取得突破,农业遥感技术应用领域不断拓展。本文从农业遥感信息获取、农业定量遥感、农业灾害遥感、作物遥感识别与制图、作物长势遥感监测与产量预测、农业土地资源遥感等方面对中国农业遥感科研与应用进行了总结综述。     

基于GF-1卫星数据的冬小麦种植面积估算模型

目前遥感技术越来越广泛地应用于农作物面积的估算,本文研究了基于高分辨率卫星影像的农作物面积测量技术,提出一种冬小麦种植面积估算模型。该模型采用最大似然法对遥感影像进行监督分类,利用耕地矢量数据优化分类结果,结合高分辨率样本村数据拟合估算冬小麦种植面积。以泗洪县为研究区,采用GF-1卫星数据完成了泗洪县冬小麦面积提取实验,验证了该模型的有效性。     

卫星遥感大数据赋能农业金融

我国是农业大国,农业问题对于我国国民经济发展举足轻重。农业信贷由于存在体系不健全、信贷风险大、效率低成本高等问题,成为制约涉农金融发展的重要因素。新时代背景下全面推进乡村振兴,加快农业现代化的任务势在必行。近年来,人工智能和卫星遥感技术迅猛发展,为农业金融振兴乡村赋能。因此,详细探讨了卫星遥感大数据及智能技术在金融服务农业领域的创新应用场景及关键技术发展情况;重点介绍了作者将卫星遥感空间大数据运用到实现精准智慧金融需要的农作物长势监测及作物估产,农业灾害监测、预测和预警,作物智能识别等领域的若干前沿研发成果。最后,对更多的3S及大数据智能技术在农业金融场景的融合应用提出了展望。     

棉花种植区卫星遥感监测研究

对当前棉花遥感监测的主要领域和研究成果进行了综合分析,包括棉花种植面积提取和长势监测,灾害、病虫害监测,棉田质量与棉花产量监测估测,棉花像元识别等方面。不同的遥感影像、不同的分析模型和方法可以实现不同的监测目的,通过这些应用成果的分析研究为进一步采用新型遥感数据源和分析模型进行棉花的遥感监测研究打下基础。     

基于两个独立抽样框架的农作物种植面积遥感估算方法

通过分析遥感技术在中国农作物种植面积估算中所遇到的难点 ,针对运行化的农作物遥感估产系统对主要农作物种植面积估算的需求 ,提出在农作物种植结构区划的基础上 ,采用整群抽样和样条采样技术相结合的方法 ,进行农作物种植面积估算。整群抽样技术利用遥感影像估算农作物总种植成数 ,样条采样是一种适合中国农作物种植结构特征的采样技术 ,用于调查不同农作物类别在所有播种作物中的分类成数。在中国现有的耕地数据库基础上 ,根据两次抽样获得的成数 ,计算得到具体某一种农作物类别的种植面积。最后给出了 2 0 0 3年早稻种植面积估算的实例。     

中国农情遥感速报系统

介绍了中国农情遥感速报系统的建设情况 ,系统内容包括农作物长势监测、农作物种植面积监测、农作物单产预测与粮食产量估算、作物时空结构监测和粮食供需平衡预警等。简要介绍了 1998年以来中国农情遥感速报系统在监测内容与监测范围、监测频率、技术发展以及质量控制与过程检验体系建立等方面的进展 ,并就中国农情遥感速报系统的发展方向提出了展望。     

基于遥感的大宗农产品优势产区监测研究

以HJ1卫星数据为实验数据,通过运用遥感处理技术、地理信息技术,完成实验区遥感反演作物长势指标体系研究,并将农情监测数据进行web发布。为高分数据迅速投入使用和生产提供理论基础与实现途径,同时为农作物估产的运行化遥感提供了标准、快速的农情监测方法。     

农作物种植面积遥感估算的影响因素研究

针对不同的农作物种植结构区,研究影响遥感影像分类各因素与农作物种植面积估算精度的定性和定量关系是十分必要的。以Rapid Eye影像提取的早稻种植信息为研究对象,从农作物的种植成数、种植破碎度和地块形状指数3个角度进行了不同空间分辨率下各因素对农作物面积监测的影响研究。结果表明:随着农作物种植成数的降低,种植结构越来越破碎,种植地块趋于狭长分布,各分辨率下农作物面积估算精度均呈递减趋势;要达到85%以上的面积估算精度,当作物种植成数在50%以上时,可选取高于150 m分辨率的遥感数据;当作物种植较为破碎时,需要在提高影像空间分辨率的同时融入其他技术手段;当作物种植地块为狭长分布时,提高影像的空间分辨率并不能保证面积估算精度,必须通过其他技术手段达到精度要求;并最终得到了4种影响因素对面积估算精度的定量评估模型。研究结果为解决不同农作物种植结构区遥感数据的选择、面积估算精度的提高,以及在特定研究区和数据源条件下可达到的面积估算水平等问题提供了理论基础。     

农业资源遥感监测网点县建立

农业部为全面了解掌握各地农业发展状况，今年在各省设置农业资源卫星遥感监测网点，利用卫星遥感拍照技术，结合地理信息系统和全球定位系统，及时、准确地收集分析各地土壤有机质、水分含量和农作物产量、病虫害发生等有关数据信息，以促进各地农业可持续发展，加快传统农业向现代农业迈进的步伐。     

遥感和生长模型相结合的小麦长势监测研究现状与展望

 遥感影像的信息波段及其组合可以反映农作物生长的空间信息，可对小麦进行长势监测和产量估算，具有及时性和广域性。生长模型是集气候、土壤、品种和栽培措施等因素为一体的，对作物的物候发育、光合生产、器官建成、同化物积累与分配以及产量与品质形成等生理过程及其与环境和技术因子关系综合量化的动态数学模型，具有机理性和预测性。将二者结合用于长势监测不但具有理论研究价值，还具有广泛的应用前景。本文在简要概述小麦生长模型和长势遥感监测研究进展的基础上，总结了生长模型和遥感相结合的小麦长势监测应用的研究进展，并提出一些今后研究设想。     

面向"数字城市"的遥感信息获取与处理系统

随着数字城市的兴起,城市空间信息的快速获取和处理成为"数字城市"建设的关键内容之一.高分辨率卫星遥感和航空遥感因其分辨率高,在城市空间信息的获取和更新上可以发挥独特的作用. 本文对适应"数字城市"的航空遥感信息模块化获取和高分辨率遥感数据处理技术进行了阐述,并通过机载三维成像仪的数据获取,说明航空遥感在数字城市中的作用.     

新一代智能测绘遥感科学试验卫星珞珈三号01星

光学测绘遥感卫星的性能不断提升,种类日益丰富,已经成为获取全球精准测绘遥感信息的重要支撑。当前光学测绘遥感卫星已具备亚米级的空间分辨能力,但测绘遥感信息服务存在严重的滞后问题,亟须发展智能测绘遥感卫星,向实时智能服务转型升级。本文首先基于光学测绘遥感卫星3种成像体制及其实现方式和应用特点,分析智能测绘遥感卫星的适用体制,进一步面向实时化、智能化和大众化的应用需求,提出通导遥(通信、导航、遥感)一体化智能遥感卫星的设计构想,重点分析智能遥感卫星的服务方式及一体化功能组成;然后,阐述新一代智能测绘遥感科学试验卫星珞珈三号01星的性能与特点;最后,对智能测绘遥感卫星的发展和使命进行总结与展望。珞珈三号01星集遥感与通信功能于一体,探索了从数据获取到应用终端的测绘遥感信息高效智能服务模式,为遥感数据基于天地互联网的在轨处理与实时传输提供了真实的服务验证平台,对我国空间信息网络的建设具有重大意义。     

面向星群的遥感影像智能服务关键问题EI北大核心CSCD

全天时、全天候和全球的遥感信息实时智能服务是对地观测系统建设的目标。近几年来,随着我国高分专项和商业卫星的发展,在轨卫星数量急剧增加,对地观测能力得到极大增强,使得传统的单星和星座卫星系统的运控、接收、处理和应用服务模式面临严峻挑战,亟须统筹规划卫星应用各环节资源,充分发挥多星协同优势,构建统一的遥感影像实时智能服务体系和系统。本文针对遥感星群卫星体系特点和对地观测用户需求特征,开展面向星群的遥感影像智能服务关键问题研究。提出了面向任务的全球多尺度语义描述网格,统筹全球动静态的任务语义描述,在此基础上重点分析了面向星群的自主任务管理、精准动态规划和协同智能处理等关键技术问题,形成集任务描述、任务管控、任务规划、在轨处理、终端分发一体化的星群智能服务技术体系。通过充分发挥星群协同的优势,结合在轨处理和人工智能技术来降低各环节时间延迟,提高数据处理精度,从而实现完全自动化和智能化的近实时星群智能服务,为对地观测的全天时、全天候快速高效智能服务奠定基础。     

Crop area monitoring within an advanced agricultural information system

This paper describes a framework for an image processing procedure for operational agricultural crop area estimation. This operational framework has been conceived within the development of an Advanced Agricultural Information System (AAIS) for the “Regione del Veneto “ (RdV ‐ Veneto Region) in northeastern Italy. The objective of this program is to develop the ability to generating timely and accurate area estimates and production information for four major agricultural crops: soybeans, sugar beets, corn, and small grains. AAIS uses state of the art methods in remote sensing and geographic information systems (GIS) technology and integrates a variety of data types including satellite imagery. This paper describes the methodology developed for image and ancillary data processing for the production of crop area statistics. Using a combination of standard unsupervised classification and GIS operations that incorporate knowledge about the agricultural system, a “sequential masking” classification procedure was derived. This sequential masking procedure yielded crop classification accuracies that at the study site level range between 76% and 99% depending on the crop under study. We believe that classification accuracies will improve with full system implementation, along with the incorporation of new and/or improved thematic information and operational experience using AAIS‐based estimation.     

志愿者民航客机夜光遥感方法与数据验证

夜光遥感是遥感技术一个活跃的分支，能够反映人类社会活动的痕迹。在城市监测、经济参数评估、重大事件评估等方面有着独特的优势。近年来夜光数据的应用不断拓展，这对传统的卫星夜光遥感数据提出了更高的要求。本文基于大众遥感、志愿者遥感理念，提出了一种夜光遥感数据获取的新方法——民航客机遥感（PARS）。以长沙市为研究区域获取PARS夜光遥感影像，并将所得数据与传统卫星遥感数据作对比。结果表明，PARS捕获的夜光遥感数据在分辨率、波段及时效性上比传统方式表现得更为优秀，是一种低成本、灵活及多样化的遥感数据获取方式，具有很大的发展潜力。     

农情遥感信息与其他农情信息的对比分析

农情信息多种多样 ,来源不同 ,分散于各个部门或单位 ,缺乏相互交换与验证 ,综合分析与集成不够 ,特别是遥感信息为经济领域决策服务的渠道不通畅。为更好地应用各种信息 ,必须加强信息综合分析。对耕地面积、作物面积、作物单产、作物长势、粮食产量等几种农情信息中不同来源的信息进行了初步对比分析 ,肯定了遥感监测农情信息在客观性、时空连续性、可对比与可预测、低成本等几个方面的优势 ,同时也分析了遥感信息的不足和局限。认为遥感信息与其他信息不是互相替代的关系 ,而是互相补充、互相验证的关系。只有通过多源农情信息的综合分析和集成 ,才能更全面准确地反映农情。     

环境遥感的未来十年——祝贺中国地理学会环境遥感分会成立10周年

过去十年,随着卫星航空信息日渐丰富,作为国家重点攻关项目的遥感技术不断开拓了应用的新领域,初步形成了一个新的高科技信息服务行业。“八五”期间,遥感又列为重点项目,预期气象卫星信息的开发与应用,将会再次出现高潮。在资源卫星群星灿烂,航空遥感持续发展的形势下,需要充分利用现有设备潜力和所取得的技术进步,集中力量,研制大容量存储,实时传输和快速处理功能的智能化技术系统。这样才能适应防灾,估产为主要目标,并兼顾开放城市及全球研究的需求。     

基于WorldView－2数据的地理国情普查DOM生产制作技术浅析

随着第一次地理国情普查的全面开展,以WorldView－2数据为代表的高分辨率卫星遥感影像广泛应用于测绘地理信息行业,基于高分辨率卫星影像的DOM生产制作技术成为普遍关注的问题。在传统测绘行业采用的数字摄影测量处理方法的基础上,本文分别采用数字摄影测量方法和传统遥感影像处理方法,以WorldView－2数据为例,对地理国情普查DOM生产制作方法和技术进行探讨。     

智能遥感卫星与遥感影像实时服务

传统的卫星遥感系统数据获取、处理和应用模式无法满足卫星遥感影像大众化和实时化的应用需求,亟须发展智能遥感卫星系统,以解决遥感影像在轨处理和智能服务问题。本文首先阐述了智能遥感卫星的发展;然后对智能遥感卫星在轨处理架构、服务模式和在轨处理所涉及的关键算法进行了详细介绍;最后结合珞珈三号01星的设计和研制,探讨了珞珈三号01星的服务场景和服务模式,并对5G、6G和人工智能时代下的智能遥感卫星的未来发展进行了展望。