作物病虫害遥感监测与预测研究进展

作物病虫害作为严重的生物灾害已危及到世界农业生产和粮食安全,病虫害对我国粮食生产造成的损失日益加剧,植保部门目前使用的测报和防控方式无法满足大范围的精准、高效、绿色科学防控需求.因此,建立基于遥感手段的高效、无损的大面积病虫害监测预测方法,将提升我国大面积作物病虫害的监测和测报精度与防控水平,有利于减少农药施用,对保障国家粮食和食品安全,实现农业可持续发展具有重要战略意义.近年来出现的多种形式的作物病虫害遥感监测方法和技术手段为病虫害的有效防治和管理提供了重要支撑,通过对相关技术方法进行综述,本文从多尺度下的作物病虫害遥感监测与预测机理、监测方法、预测预报方法、典型模型与应用等方面阐述了作物病虫害遥感监测和预测预报研究进展,并探讨了作物病虫害遥感监测当前面临的挑战以及未来发展趋势,建议通过建立全国尺度的作物病虫害遥感监测预测系统,构建作物病虫害绿色智能防控体系,实现病虫害大面积、快速的监测、预测预报和精准、高效、绿色科学防控.     

农作物长势遥感监测业务化应用与研究进展

农作物长势监测可为田间管理提供及时的决策支持信息和早期估产提供依据。为了更好地研究作物生长过程中不同遥感监测作物长势方法的适用性,从多光谱遥感数据、高光谱遥感数据和微波遥感数据的应用及遥感监测指标与模型模拟方面综述了国内外农作物长势遥感监测研究及业务化应用的最新进展,指出了未来拟重点加强的研究任务,包括高时空分辨率和高光谱分辨率遥感数据的业务化技术、多遥感反演参数协同监测作物长势技术研发、基于遥感信息与作物过程模型的集合预报技术研究、全球尺度作物长势监测业务运行系统研发。     

光合遥感-水分胁迫作物估产技术在华北地区的推广应用

本项目开展自主研发的RSPCYWM模型系统已在我国华北地区作物生长过程监测和估产中大范围推广及应用,包括RSPCYWM模型的检验、作物生长发育期的生物量和产量估算;同时改进作物模型系统,加入RUBISCO酶限制的作物光合速率模块,作物冠层水分导度模块,以求更加真实地模拟作物的生产过程和对华北地区作物的估产,使监测和模拟精度达到95％以上。     

气象卫星作物长势监测及产量预报系统

利用气象卫星资料比值植被指数和GPS定位观测资料，以监督分类和非监督分类的自组织迭代法相结合监测作物长势，以比值植被指数为参数建立作物遥感估产的灰色预测模型，并建立了作物长势监测和产量预报业务系统。该系统在江西省进行了试运行，结果表明作物长势监测方法和产量预测模型基本能满足业务需要。     

FY-3B/D星NDVI与MODIS NDVI对作物长势监测对比

风云三号卫星（FY-3）NDVI数据是中国对全球用户开放可进行全球尺度作物长势监测的主要卫星遥感数据源,客观评估其进行作物长势监测的真实状况和能力,对业务产品应用推广、产品算法和流程改进以及长时序标准数据生产等具有重要意义。采用国际通用的年际差值比较模型、植被状况指数模型（VCI）以及基于NDVI的作物生长过程评估了中国风云三号B星（FY-3B）和D星（FY-3D）NDVI旬、月合成业务产品与同期MODIS MOD13A1和MOD13A3 NDVI数据对作物长势的监测情况。年际比较模型结果表明,FY-3 NDVI的监测动态范围比MODIS NDVI的窄约0.1—0.15,两者差值在-0.02—0.02,均方根误差在0.08—0.09,在长势分级评估时可忽略,但动态范围偏窄提示有必要在分级评估时使用窄一些的阈值范围。植被状况指数模型结果表明,FY-3B NDVI和MODIS NDVI的监测结果高度一致,因此FY-3B NDVI和MODIS NDVI一样可准确反映作物生长的年际差异。作物生长过程动态监测结果表明,FY-3和MODIS月合成NDVI的年际比较结果总体一致,但在作物快速生长阶段...     

作物水分亏缺指数在农业干旱监测中的适用性

将作物水分亏缺指数作为干旱识别指标,对其在我国不同农区适用性进行了探讨.通过计算1971～2000年全国18个气象站的逐日滚动作物水分亏缺指数,以及春、夏、秋、冬各季节和逐年平均作物水分亏缺指数,初步分析了该指数的时空分布特征.以作物水分亏缺指数距平为干旱监测指标,对代表站典型干旱年的干旱时段进行分析验证,与实况基本吻合.该指标能较好地反映各站主要生长季作物水分亏缺与农业干旱情况,对监测不同区域的农业干旱具有较好的适用性.     

中国农业气象灾害监测预警系统建设

中国气象局多轨道业务建设项目"中国农业气象灾害监测预警系统建设"2007年取得了可喜成果.其中,"基于作物生长模拟模型的作物产量动态预报业务技术应用研究"对东北玉米、华北冬小麦和江南双季稻生长模拟模式及参数区域化技术进行了改进,完善了各类作物产量动态预测方法,初步建立了产量预测模型,探讨了该模型与当前业务系统连接过程中实时资料获取渠道及替代解决方案,最终研制完成了省级业务应用系统版本."东北玉米低温冷害监测研究"在前人单一监测和评估指标     

利用遥感信息研究区域冬小麦气孔导度的时空分布

气孔导度是影响作物蒸散和作物的光合速率进而影响作物产量的重要因子。文中通过利用NOAA－AVHRR数据首次对华北平原典型区冬小麦气孔导度分布进行了研究,给出了华北平原典型区冬小麦不同生长季节的气孔导度空间分布状况,为进一步研究田间水分和作物蒸散对产量影响以及建立遥感作物水分胁迫生物量模型和监测不同生育期的农田缺水等提供依据。     

水分盈亏指数及其在农业干旱监测中的应用

从广西农业生产特点和农业干旱监测业务实际需要出发,建立了综合考虑降雨量和同期作物需水量的基于作物水分盈亏原理的农业干旱监测模型,农业干旱监测等级指标,并用该指标分析了1961～2004年广西双季稻、甘蔗生育期间农业干旱的时空分布特征,用自治区农业厅同期旱情资料对2004年广西春旱发生情况进行监测验证.结果表明:水分盈亏指数模型能很好地反映旱情,是一种实时的干旱监测方法,能运用于广西农业干旱监测业务,在每季干旱发生频率的时空分布特征分析上得到的结果也与实际情况相符合.     

作物不同生长时段对水分胁迫敏感性分析

本文根据我省1982－1995年的土壤水分实测资料、主要农作物的产量资料及作物生长物候资料,计算得到我省主要旱作物各生长时段作物对水分胁迫的产量响应敏感系数,反映出作物在不同生长期对水分胁迫的敏感程度,结果表明：不同生长时段作物对水分胁迫的敏感度不同,作物干旱程序不能仅凭降水距平确定,需考虑作物对水分胁迫敏感性来修正干旱指标,才能有效对作物干旱实施监测,从而为人工增雨作业时间安排提供更为科学的依据。     

遥感技术在农业中的应用

本文介绍了现代遥感技术在农业中的主要应用。即土地资源调查和监测;农作物生长的动态变化及作物产量预测和生态环境监测;草地资源调查和监测:森林资源调查和森林火情及病虫害监测;植物病虫害预测和防治等的应用。     

湖北省NOAA卫星遥感产品及其应用处理系统

NOAA卫星遥感应用研究工作在武汉中心气象台已开展了多年,在森林火灾和洪涝灾害监测方面取得了一定成果,而在作物长势监测、作物估产、干旱监测等方面进展不大。究其原因,主要是NOAA／AVHRR遥感资料没有与全省各地的地形地貌、植被分布等地理信息结合起来,而这些信息各地区又千差万别,仅靠单一的遥感资料,很难建立全省统一的干旱监测和作物估产模型。只有将遥感资料与当地实际地理情况相结合,才能产生更大效益。另外,我省各地气象台站对使用遥感资料的要求也日趋强烈。为此,将遥感资料按一定的格式和命名规范加工处理后使之…     

作物长势评估指数的设计与应用

合理有效地开展作物长势评估,可以及时反映作物生长状况及其对天气气候条件的响应。由于WOFOST模型、ORYZA2000模型在模拟冬小麦、玉米和水稻生长发育过程具备较强机理性,研究基于2001年以来全国冬小麦、玉米、水稻主产区逐日模拟的作物发育进程、叶面积指数和地上总生物量,通过隶属函数构建评估指数,开展高时空分辨率的作物长势评估。结果表明:长势综合评估指数在作物生长前期以发育进程、叶面积指数和地上总生物量三要素加权集合表征,中后期以发育进程和地上总生物量与穗重相关性的加权集合表征;长势评估指数与常规地面观测和遥感长势监测一致性较好,可以反映天气气候条件影响。在作物生长季内,以日为单位构建了作物长势评估指数数据库;根据长势评估指数将作物长势分为长势好、长势偏好、长势持平、长势偏差、长势差,实现空间上的长势监测、对比;以空间集成的方式,开展省级作物长势对比分析;利用长势评估指数变化反映典型天气气候条件对作物生长发育的影响。上述基于作物模型的作物长势评估指数符合现代化农业气象科研与业务服务发展的需求。     

气象卫星遥感在为农业服务中的应用现状及前景分析

八十年代后期以来,利用极轨气象卫星进行自然灾害和生态环境的动态测回已得到广泛的应用,如洪水和森林火灾监测、小麦长势和估产、草场和高原积需监测等方面都发挥了重要作用.土壤温度、地表温度、水稻、玉米等多多种作物长势监测、作物估产和面积估算、作物和森林的大面积病虫害监测、植被分类、雪暴、沙暴和地震灾害等监测是正在研究和开拓的新领城,遥感的应用范围正从国家级、省级逐渐向地、县级扩展。随着“9210”工程的实施和正式投入业务运行,国家卫星中心将通过VSAT通信系统向各省、地（市）传送4个通道的板轨卫星光谱资料。因此,建立国家、省、地、县四级卫星遥感应用服务系统,将使遥感为农业报务跨入一个新阶段。     

比利时作物长势监测系统在黑龙江省的应用研究

比利时作物长势监测系统(B—CGMS)已被移植成黑龙江省作物长势监测系统(H—CGMS)。这里介绍其中第二部分——移植和提高系统(由黑龙江省气象科学研究所研制)。文中列出了应用该系统作出的农作物产量预报。并利用气象指示仪成功描绘出遭到气候限制的地区。     

辽宁省NOAA/AVHRR作物植被指数与降雨量关系的初步分析

1 引言卫星遥感技术的发展为全面监测植被生长状况提供了重要手段,NOAA/AVHRR是应用最广泛的遥感资料来源之一,它以植被指数(Ⅵ)表示植被生长状况。植被指数大小反映了植被条件的优劣,它在植被遥感方面受到广泛的应用,由于气象条件不同,不同地区、不同年份的作物生长状况都有差别,特别是气象条件异常时造成灾害,会严重破坏作物的生长发育,这时可以通过Ⅵ的大小监测作物的受害程度。     

风云卫星数据在中国农业监测中的应用进展

我国风云卫星数据很早就在农业遥感中得到了应用,第二代卫星发射之后的十年,随着卫星技术水平、卫星数据处理和分发能力的提升,风云卫星的农业遥感应用得到了快速的发展。目前我国学者利用风云卫星在作物长势监测、作物分类与面积统计和产量估算、农业气象灾害监测、草原生态监测以及数据精细化处理等方面开展了大量的研究工作,取得了一系列新的成果。未来还应充分发挥风云卫星数据的巨大的潜力,利用最新的云计算数据处理技术、基于互联网的信息服务技术,面向全球农业监测,及时、高效、准确地提供全球作物生产信息,以支撑国家的粮食安全战略和联合国的可持续发展目标。     

基于MODIS数据的作物苗期干旱监测方法

针对苗期低植被覆盖情况,在原有的归一化植被指数基础上,增加了土壤调节植被指数,将其与条件温度指数结合,通过与地面实测土壤相对湿度进行相关分析,分别建立作物苗期的干旱监测模型,并与热惯量方法和供水植被指数方法进行对比分析,初步得出辽宁省范围内作物苗期进行大范围干旱遥感监测的最适宜模型为土壤调节植被指数一温度模型.     

浙江省农业气象情报服务系统的研究

浙江省农业气象情报服务系统是浙江省农情监测与农业生产辅助决策系统的子系统。它充分开发、利用全省衣业气象观测网的历史监测资料(农气表—1)及实时监测信息(农气旬报),不仅能提供全省气象条件、作物物候、生长状况以及农业气象灾害实况,而且自携物候、穗粒重预测模式,具有识别站点、作物、起报物候的自动预测能力,提供一定信度的物候、穗粒重预测信息。     

华北农业干旱和东北作物冷害监测预报研究

对比分析了气象卫星遥感资料反演的作物干旱区域、强度和实际观测资料，发现遥感反演的作物干旱区域、强度和实际观测资料有较好的一致性。建立了用于监测我国华北地区冬小麦生长期作物干旱的空间分布和强度的距平干旱遥感植被指数模型和干旱植被供水指数模型。