薯类作物农情信息管理及运用

农情监测是对农作物全过程的监控,包括种植区的布局、规划、种植面积、作物品种结构、作物长势和灾害监测、灾害损失预测和作物产量的评估。农作物长势及灾害监测信息对于现代农业管理而言是非常重要的,有利于组织和引导农业生产管理。农业信息管理目前主要采取布点调查和取样分析,并利用遥感技术,通过掌握当季作物主要生育期生长状况来预估产量,并采取相应的管理措施来获得目标产量或降低损失,对于农作物生产具有重要意义。     

风云气象卫星发展及其应用

 风云系列气象卫星是我国重要的空间基础设施,是气象现代化的重要标志。自1988年成功发射第1颗风云气象卫星以来,我国已成功发射了两代四型19颗风云系列气象卫星,目前8颗卫星在轨业务运行,已形成极轨和静止2个系列气象卫星的组网观测体系,实现了气象卫星系列化、业务化自主发展。风云气象卫星整体实力跻身国际先进行列,有力支撑了气象防灾减灾,为我国经济社会发展、“一带一路”建设等做出了重要贡献。介绍了我国风云气象卫星的发展历程,综述了卫星数据在数值天气预报、天气监测、气候和气候变化、生态环境灾害监测、农业遥感监测和“一带一路”服务等方面的研究和应用进展,展望了风云气象卫星的未来发展。     

风云气象卫星的地面应用系统

我国从20世纪70年代开始实施自己的气象卫星计划，经过30多年的工作，已经建立起风云1号极轨和风云2号静止两个系列的气象卫星。地面应用系统是风云气象卫星大系统中的一个重要组成部分。文章就地面应用系统的规划工作、关键技术问题的解决以及业务运行成功率的提高等三个方面做了回顾；风云气象卫星已成为我国现代化气象业务系统中不可或缺的重要组成部分，并被世界气象组织正式列为世界天气监视网全球观测系统的一个组成部分；从气象卫星获取的大气和地表信息，已被广泛应用于天气预报、气候预测、环境和自然灾害监测、农业等多个国民经济领域；讨论了风云气象卫星地面应用系统成功的经验。     

风云气象卫星在防灾减灾中的应用

 风云气象卫星具有全球、全天候、三维立体观测的能力,在空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率等方面都达到了国际上先进气象卫星的水平,在防灾减灾工作中可发挥重要作用。介绍了风云气象卫星在台风、暴雨、干旱、高温、沙尘、雪灾、洪涝和森林草原火灾监测中的应用,展望风云气象卫星在防灾减灾中的应用工作进行了展望。随着风云气象卫星遥感仪器性能的不断提升、数据处理和应用技术的不断发展,将更好的为我国和全球提供卫星遥感灾害监测评估预警信息,为防灾减灾工作提供更加科学有力的支撑。     

风云气象卫星天气应用回顾和展望

 近50年来,我国风云气象卫星从无到有、从弱到强,迄今为止已成功发射19颗风云系列气象卫星,现有8颗在轨运行,形成极轨、静止2个系列化、业务化的综合观测网。伴随着卫星所搭载仪器载荷的升级和观测能力的提升,风云气象卫星在天气监测方法和技术也实现了稳步发展。回顾了风云气象卫星和卫星气象学的发展,综述了气象卫星在天气应用方面的发展历程,特别是更新换代的变化在天气应用中的进展。围绕未来需求和风云卫星未来技术发展方向,展望了卫星天气应用的前景和发展趋势。     

卫星数据在江西气象遥感中的应用

遥感技术及其图像处理集合了空间、电子、光学、计算机、地学等科学的最新成就,是现代高新技术领域的重要组成部分。遥感技术的出现为人类认识国土、开发资源、监测环境、研究灾害以及分析气候变化等提供了新的途径。国家卫星中心和江西省气象科学研究所共同搭建的DVBS极轨气象卫星接收系统和气象卫星数据接收系统省级利用站,已成功建立了包括NOAA、MODIS、风云3号卫星数据接收、预处理、存储、业务应用等系统在内的完整体系,在江西省植被长势监测、鄱阳湖水情监测、大雾监测、台风监测、高温干旱监测、森林火情监测等方面发挥了重要作用,完善了江西省气象科学研究所遥感监测业务和决策服务工作,对增强江西省防灾减灾和应对气候变化的能力做出积极贡献。     

计算机视觉在农作物管理方面的应用研究

介绍了计算机视觉的概念,综述了计算机视觉在农业领域的应用,包括质量检测、作物分类、田间作业时的自动导航、作物长势判断、作物营养监测等。     

抗旱节水作物新品种：引领节水农业发展

作物抗旱性是极为复杂的生物适应现象。越来越多专家认为抗旱性是复杂的系统,但经过专家大量艰辛细致工作,培育出了抗旱节水作物新品种,增强了节水农业技术集成创新能力,使我国节水农业技术应用面积达世界之最。目前,我国已获得一系列抗旱节水作物技术和节水作物新品种,如抗旱节水小麦、棉花、牧草、陆稻等。通过对作物种植结构和作物水肥高效利用联合调控技术,建立了抗旱节水型种植结构评价指标体系和区域节水型种植结构模式,在豫、晋、冀、陕、甘、蒙等地推广20余万亩,新增产值近亿元,农田作物水分利用效率提高18%～20%;筛选出抗旱节水小麦新品种15个,并已辐射推广5306万亩,累计增产增收9.95亿元;基于生命需水信号与环境信息作物高效用水调控理论,研究人员建立了作物调亏与非充分灌溉技术指标体系,与传统灌溉技术相比,在冬小麦与夏玉米连作模式下,亩均节水30～50立方米,作物水分利用率提高25%～28%。值得一提的是,在作物水分信息快速监测诊断、土壤水分动态快速测定、区域作物水分分布监测等方面,科学家开发了植物蒸腾速率热脉冲探头和可实现定位自动连续监测的土壤水分传感器,使测量精度提高10%～15%,造价降低20%,而性能达到国外同类产品水平;监测结果被农业部作为主要信息源实时发布,用于指导生产实践。这些新产品、新技术的形成,大幅度提升了我国节水农业技术的原创新能力,使相关领域研究水平与国外差距缩小了5～10年。     

遥感技术在农业应用的进展分析

遥感技术作为一种有效获取信息手段,以及准确观测地面的先进技术,在农业领域已经得到了广泛的应用。文章经过对其在农业应用进展的现状进行深入研究,明确了农作物识别分类与面积估算;农作物长势监测与产量估产;农作物叶面指数、叶绿素含量监测与养分诊断;农业灾害监测;农用地提取与动态监测5大方面的研究为遥感技术在农业工作中的应用重点。文中就5大方面的研究进行了提炼与总结,并在此基础上提出未来遥感技术在农业应用中的发展方向,对遥感技术在农业方面更为广阔的应用具有借鉴作用。     

计算机图像处理与分析技术在作物领域的应用

介绍了计算机图像处理与分析技术在作物生长监测、作物缺素判别、作物质量检测与分级、作物杂草与病虫害防治等方面的应用进展,指出随着信息处理技术和人工智能技术的发展,图像处理与分析技术将为作物领域的研究和应用开辟新的空间。     

Envisat ASAR在水稻识别中的应用

合成孔径雷达(SAR)具有全天时全天候工作的能力,是南方多云地区水稻识别监测的有利手段.该文利用目前世界上最先进的EnvisatASAR数据,在长乐市进行水稻提取.在常规预处理的基础上对多时相数据进行自动配准和主成分变换,并采用面向对象法进行水稻的提取,精度为89.1%.结果表明:利用多时相双极化ASAR数据进行水稻信息的提取在南方多云地区具有一定实用意义.     

农业土壤应力状态与作物根系生长相关性研究

分析了农业土壤在自然条件下的力学特性和任一深度的应力状态,得到土壤任一点的垂直应力和水平侧向应力的计算公式.通过模拟试验,研究了土壤应力变化对小麦、玉米根系生长发育及其根系分布规律的影响.结果表明:作物根系在土壤中的分布随土壤应力的变化呈指数曲线变化.土壤应力增大,作物根量、根表面积减小.     

2001—2020年江西省农业干旱发生时空格局的遥感评价

基于MOD16A2蒸散数据产品,该文计算粮食作物生长季(4—10月)的作物水分胁迫指数(CWSI),分析江西省2001—2020年粮食作物生长季农业干旱发生时空分布特征.得到如下主要结论:1)利用CWSI遥感提取的农业受旱成灾耕地面积与统计结果具有高度一致性,这表明CWSI作为干旱评价指标具有一定的合理性; 2)赣北鄱阳湖平原和赣中吉泰盆地等农业耕地集中连片分布区的受旱程度较高,而农业耕地相对破碎化的山地丘陵区农业受旱程度较低; 3)在评估期内,2003、2004、2007、2008、2009、2013、2019和2020等年份农业干旱严重; 4)受降水季节性分配不均的影响,江西省的农业干旱主要发生在4、5和10月份.     

图象及机器视觉技术在作物科学中的应用进展

从作物的生长信息监测、产品外观品质检测与分级、产品收获与加工及病虫草害识别等四个方面回顾了计算机图象技术及机器视觉技术在作物领域的应用研究进展，包括图象处理与分析、机器视觉技术在应用发展过程中的方法探索与思路的演变，并对今后的发展做了展望。     

风云气象卫星“一带一路”应用现状与发展对策

 面向“一带一路”沿线国家用户开展用户调查，通过对调查结果的分析和实地走访，获得目前国际用户在日常科研和业务中应用风云气象卫星的现状。结合国际用户的内在需求和中国建设“一带一路”的自身动力，提出进一步扩展卫星全球监测能力、提高“一带一路”国家获取卫星数据的能力、提升“一带一路”国家遥感应用能力、加强与“一带一路”国家的科技交流和人员往来4个方面的发展对策和建议。     

基于卫星遥感图像的农作物分类算法

为提高遥感图像对农作物的预估精度和农业种植效率, 设计了基于卫星遥感图像的农作物分类算法。 以2018 年 7 月 30 日哨兵二号(Sentinel-2)卫星拍摄的高分辨率哈尔滨市农业示范基地卫星影像为实验数据, 在不同光谱波段内(含红边波段), 通过使用最大似然法、 支持向量机法、 神经网络法分别对影像中水稻、 大豆、玉米、 高粱等农作物特征进行提取、 分类, 获得到农作物分类图;将统计结果与真实的参数进行比较, 分析了相同算法下使用不同数据源, 不同算法使用相同数据源, 这两种情况下的分类精度与可靠性。 实验结果表明,通过神经网络法得到的分类结果精度最高, 可靠性最强, 适合于全国范围内推广。     

农业干旱遥感监测指数及其适用性研究进展

 干旱是影响农作物生长发育的主要气象灾害,且在全球气候变暖背景下,中国呈现出增多增强的干旱化趋势。本文综述主要遥感干旱指数的最新研究进展,并对其优缺点进行比较,分析了各类农业干旱遥感监测指数的适用性:1)与土壤水分指标密切相关的各指数比较适宜于农业旱情早期预警及土壤干旱型农业旱情监测,对作物生长前期未封垄时,植被覆盖度低,土壤裸露情况下有很好的监测效果;2)表征作物形态及生理指标的各指数比较适宜于农业作物生长过程中,尤其是在封垄后,植被覆盖度较高的时期的旱情监测;3)各类综合干旱指数的适用性广阔,可以根据作物整个生长过程中的不同时期进行改良调整,但由于需要大量参数计算保证其精度,限制了实际应用。     

智慧农业无线传感器网络系统设计

为满足智慧农业监视农作物生长过程、管理农产品质量实时远程的需求,设计了无线传感器网络系统．该系统由无线监测网络和远程监控中心两部分组成：无线监测网络采用以STC12C5A60S2单片机为核心的传感器节点开发策略,构建了基于STR-30的无线传感网络;远程监控中心采用基于VC＋＋6．0编程设计的管理软件,可实时显示各节点传感器的数据和工作状态,报警,数据的保存、查询,以及对各节点的实时控制,能一定程序上实现远程的监督和控制．     

Remote sensing of environmental change over China: A review

China is a large country by area. In situ monitoring of the environment cannot meet the demand of the society. For large areas, remote sensing is the only viable technology for environmental monitoring of the entire area. Although satellite observation capabilities as well as remotely sensed data acquired on board of satellites from both within and outside China are widely available, research is rare that targets the entire territory of China for environmental monitoring. In this paper, the process of environmental change has been categorized into changes in driving forces, environmental change, materials transport and transformation, concentration and abundance change, exposure and infection change of human and ecosystems, and impacts. The potential in monitoring changes in these various aspects is assessed. The progress of environmental change monitoring over the entire territory of China is reviewed. It is suggested that at the methodological level, remote sensing should not only be applied to observation and experiments as well as understanding the change mechanism, but also be coupled with environmental simulation and forecasting so as to support environmental policy making. At the application level, remote sensing should be used beyond its traditional application fields to include species diversity, biological invasion, public health, air and water quality monitoring. Finally, at the technical level, systematic research should be devoted to the improvement of operational and automatic use of remotely sensed data.