首页资料文库正文

遥感技术与农业应用十篇

时间：2023-12-04 17:59:10

遥感技术与农业应用

遥感技术与农业应用篇1

关键词：遥感技术；农业；应用进展

引言

遥感技术是一种获取地表物体几何和物理性质的技术。早期的遥感图像的解译，通常通过目视判读方法，随着计算机的加速发展，解译方法得到了快速发展，一种使用计算机对原始遥感影像进行图像增强、图像变化、辐射校正、几何校正等一系列的预处理，然后通过相应的遥感处理软件进行进一步精处理，对结果进行处理，最终通过专业技术人员的经验进行解译，直接对解译结果进行处理，生成具有处理特征的遥感影像［1］。目前，遥感可分为高光谱遥感和多光谱遥感。高光谱遥感不仅可以探测到被遮盖的地物，而且可以准确地估计植物生态系统的物理和化学参数的变化，包括土壤水分、土壤特性、植被干物质、土壤生物化学参数、土地利用动态监测变化等。多光谱遥感是利用具有2个及2个以上光谱通道，采用多种传感器对地物进行同步成像的一种遥感技术；将地物反射的电磁波信息划分为若干个光谱波段，用于接收和记录地物信息［2，3］。当前遥感技术的发展使得遥感应用领域逐渐扩大，有林业遥感、资源遥感、遥感地质、气象遥感、灾害遥感、军事遥感、农业遥感等，尤其在农业遥感领域得到了广泛的应用，从早期的农业墒情监测和农作物面积变化监测，再到农业资源利用监测，以及利用无人机对区域水资源和农业干旱的监测与评价等。

1遥感在农业领域的应用

遥感可以获得大量的信息，多平台和多分辨率，快速、覆盖范围广等，是遥感数据的一个重要的优势。农业遥感技术是遥感技术和农业科学技术相结合形成的，是可以及时掌握农业资源、作物生长以及农业灾害信息等的最佳方式，在调查和评估，以及农业生产的监测和管理中具有独特的作用［4，5］。现代农业遥感发展的新兴技术，可以实时监测湖泊和水库水面的高度以及评价区域水资源和农业干旱，包括作物品种质量监控和鉴定［6－9］。

2农业遥感技术在我国的起步与发展

农业遥感的发展是遥感技术的重要应用领域，中国自20世纪70年代末以来，就已经进行了农业遥感的初步应用。原北京农业大学（中国农业大学的前身）根据国家土壤调查的要求，在中国国家计划委员会的支持下，由中国科教委和农业农村部组织聘请外国专家培训了专门的遥感应用人才队伍，在1983年5月成立了中国国家农业遥感培训中心。此后，我国将遥感技术广泛应用于农作物产量估算、农业气象、土地资源调查与监测和生态环境变化等领域。目前，遥感技术的应用进入了大量的实际应用化的阶段。我国大力开展国际合作与研究，积极探索遥感领域的前沿技术，使得中国成为世界上遥感领域技术先进的国家之一［10，11］。进入20世纪90年代中后期，出现了大量比较成熟的农业遥感软件，包括农业资源调查与监测的软件，由中国科学院农业遥感实验室组织开发的遥感处理软件———土地利用调查与数据处理系统软件；中国农业科学院草原研究所开发的北方草原产量动态监测系统软件等，新的遥感处理软件大大提高了人们的工作效率。近年来，各部门逐渐建立了地方的遥感中心，为国民经济建设提供了大量支持。随着遥感技术的逐渐成熟、数据来源的大量增加，以及计算机软硬件性能的快速提高，使得遥感应用逐渐普及［12］。

3遥感在当前农业应用中的进展

当今农业发展的趋势是精准农业，具有高质量、安全、低耗、高效的特点，精准农业的大量信息采集，如农作物长势监测、作物害虫监测、作物产量预测，土壤水分预报等农业精准信息，为精准农业的农业信息管理提供了依据。虽然国内的遥感在农业方面做了一些工作，但仍处于起步阶段［13－16］。农业遥感在未来应加强应用的深度和广度研究。通过3S技术的结合，在农业生产管理、农业资源、农业工程监理和其它现代农业建设领域，为农业部门的科学决策提供了详实的支持数据。高光谱遥感技术和无人机技术已经成为农业遥感新的研究热点［14］。

3．1高光谱遥感在农业遥感中的应用

由于高光谱遥感不会对农作物造成损害，因而被广泛应用于监测农作物的叶片面积。这弥补了传统遥感技术获取农作物叶面积指数时间过长的缺点，从而获得最准确、损害最小的遥感监测数据。通过高光谱的观测和分析，可以得到更为精确的农作物叶面积指数，形成不同的遥感反演模型。如，使用地物光谱仪测量冬小麦在特定波段范围内的反射率和透射率，使用冠层分析仪对冬小麦进行分析，形成光谱曲线；经过观测，形成遥感反演模型，并将模型估计值与实际观测值进行对比，结果显示，明显提高了遥感反演模型的整体精度。现阶段，我国农业现代化发展的主要方向和目标是精细农业，在农业监测中高光谱遥感技术具有快速高效、准确、无损的特点，已经成为了农业遥感监测中被广泛应用的手段。精细农业可以通过科学、系统的管理方法对农业资源利用进行合理规划，在不污染环境的前提下，通过遥感技术提高农产品产量和质量。考虑到精细农业对数据和信息的需求，传统的分析方法已不能满足现代农业发展的需要。因此，3S技术的综合被应用到农业监测中。高光谱遥感在精准农业的发展中得到了广泛的应用。利用高光谱技术获得更完整和更准确的农作物参数，为农作物的种植与管理提供了有利的保障［18－20］。高光谱遥感技术除了上述内容，在全面的农作物质量监测，通过获取农作物在不同生长时期的数据特征进行全面的预测以及最后的生产，目前主要集中在不同农作物的种植面积和产量以及质量监测过程中的数据访问与存储。虽然高光谱技术已经全面、准确应用于农业中，但还需要进一步的研究。如何将高光谱遥感技术应用于作物机理和农业信息的监测以及完善农业光谱信息数据库，为进一步提高农业信息监测模型的适用性和准确性提供支持［22－26］。

3．2无人机遥感在农业中的研究进展

3．2．1农田空间信息农田空间信息包括地理坐标信息、通过视觉和机器识别获得的农作物分类信息。通过无人机可以识别农田边界来预估种植面积。传统方法进行农田的面积测量，具有时效性差和农田边界位置与实际情况差异大的缺点，不利于精准农业的实施监测。无人机可以准确、有效并且实时获取全面的农田空间信息，具有传统的测量无法比拟的优势。无人机航拍图像可以实现农田基本空间信息的识别，农作物区域面积的计算和种类的识别仅通过数码相机就可以实现。空间定位技术的快速发展，大大提高了农田定位信息研究的精度和深度，随着无人机影像空间分辨率的提高，地形、坡度和高程信息的引入，可以实现较为准确的农田空间信息监测。张宏明等利用无人机DEM数据提取农田灌溉渠道系统，对于灌溉渠道提取完整性达到85．61％［19］。

3．2．2作物生长信息农作物的生长状况可以通过多种信息反映，如产量信息、表型参数以及营养指标来表示。包括植被覆盖度和叶面积指数等，多种信息相互关联，共同代表了作物的生长，与最终产量直接相关［21］。在野外信息监测研究中起着主导作用。

3．2．3作物生长胁迫因子农田墒情监测热红外法是农田土壤含水量监测的常用手段。在高植被覆盖度的地区，通过叶片气孔的关闭，可以有效减少蒸腾引起的水分损失，增加地表感热通量，从而减少地球表面的潜热通量，导致作物冠层温度上升。水分胁迫指数能够反映农作物的水分含量与作物冠层温度的关系。通过传感器的热红外波段可以有效地获得作物冠层温度，进而有效反映农田水分状况。在植被覆盖度比较低的地区，土壤水分可以间接表示下垫面的地表温度变化，由于水的加热温度变化是一个缓慢的过程，因此土壤水分的分布可以间接反映白天下垫面温度的空间分布。裸地对遥感的温度监测是一个重要的干扰因子，在冠层温度监测中较为重要。研究者研究了裸地温度与作物表面覆盖度的关系，确定了裸地引起的冠层温度测量值与真值之间的差距。将修正结果应用于农田水分监测，提高了监测结果的准确性。在实际农田生产经营中，农田漏水也是人们关注的焦点。利用红外成像仪对灌溉渠的渗漏进行监测，准确率达93％［27－29］。

3．2．4病虫害监测通过热红外波段的实时监测，可以有效反映作物病虫害分布的动态变化情况。作物在健康的条件下，蒸腾作用是通过气孔的开闭来调节的，以保持农作物温度的恒定。当发生病害后，叶面会发生病理变化。病原菌植物对植物蒸腾作用的影响比较明显，会造成侵染部分温度的升降。一般情况下，植物易感会导致气孔开度失调，使致病区域的蒸腾作用高于健康区的蒸腾作用；旺盛的蒸腾作用会导致致病区域温度的下降，致病区域的叶片温差明显高于正常叶片的温差，直到坏死部位的细胞完全死亡，叶片会变得枯黄，叶片的蒸腾作用完全丧失。通过健康植株温差始终低于叶片表面的温度的原理［30－33］，可以实时监测作物病虫害的变化趋势。

4总结

4．1我国遥感技术在农业应用中的发展

在我国主要粮食主产区，建立了产量估算信息系统，冬小麦遥感产量估算操作系统是RS与GIS技术相结合的产物。可以将整个产量估算的操作环节集成到计算机系统的操作中，具有完整的数字化操作能力，可以输出各种产量估算结果。大量冬小麦产量估算试验结果表明，利用冬小麦遥感产量估算操作系统进行大面积作物产量估算的精度可达95％以上，随着运行年限的逐渐积累，操作系统的生产精度将逐步提高，运行成本将逐年降低。同时，我国迫切需要了解农业种植结构的变化，针对于种植面积计算的要求、监控的增长潜力、建立单位面积产量模型和遥感监测，中国科学院农业研究实验室在GIS技术的支持下开发了一种作物产量估算的实用操作系统。并且，东北的三江平原，南方的太湖平原也相继建立了遥感监测系统，取得了良好的应用效果。

4．2遥感在农业发展中的前景

中国国家科教委将“RS、GIS和GPS综合应用研究”列为国家科技攻关重点项目。到目前为止，遥感信息技术已连续7个“五年规划”被列为国家重点项目，体现了国家对遥感的重视。可以预见，遥感可以有效地应用于农业发展中，使其走上产业化发展的道路［35］。

5结语

随着国家空间基础设施建设的持续推进以及“高分辨率对地观测系统”的深入实施，中国将拥有更多的国产资源调查监测卫星。物联网与大数据、人工智能等技术的发展以及现代农业发展的需要，将使得我国农业遥感技术的研究和应用进一步发展。

5．1农业遥感的应用范围和应用领域的拓宽

物联网加大数据与遥感观测、导航与定位，结合其它学科领域，可以促进农业遥感自身的发展，跨学科的应用也将扩大农业遥感的应用领域。需要进一步建立“空、天、地”三位一体的农业综合管理系统，深入发展遥感观测精度的智能农业、农作物育种表型、农业保险的监测和评价、绿色农业发展、农业政策的效果评价等方面。

遥感技术与农业应用篇2

关键词:遥感技术;农业;应用

中图分类号:S127 文献标识码:B文章编号:1009-9166(2010)017(C)-0138-02

引言:遥感(Remote Sensing)即遥远的感知,指在一定距离上,应用探测仪器不直接接触目标物体,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。遥感技术是本世纪六十年代蓬勃发展起来的一门新兴的、综合性的探测技术,随着空间技术、信息技术、电子计算机技术和环境科学的发展,从而逐步形成发展的一门新兴交叉学科技术。而农业遥感是随遥感技术的发展而发展的,在农业领域内最早应用的主要是航空照片。当前应用较多的领域是农作物估产、作物生长状态监测、土地调查、农作物生态环境监测与自然灾害及病虫害监测等方面。同时,农业是遥感技术的最大用户。农业遥感的工作十分广泛。我国是农业大国,改变农业管理水平,合理利用资源,粮食生产等十分需要该项技术为政府决策部门提供准确信息。

一、遥感在农业中的实际应用

1、作物估产

遥感估产是建立作物光谱与产量之间联系的一种技术,通过光谱来获取作物的生长信息。在实际工作中,常常用绿度或植被指数作为评价作物生长状况的标准,植被指数中包括了作物长势和面积两方面的信息。农作物遥感估产的主要步骤为:

(1)遥感估产区划:将条件基本相同的地区归类,以便于作物生长状况的监测与估计模型的构建。

(2)布设地面采样点,监测作物实际生长状况和产量,作为遥感信息的补充和检验。

(3)建立背景数据库系统,存储和管理估产区自然环境等方面的信息,如地形地貌、土地类型和肥力、种植制度、农业气候资料、灾情、历年的单产和总产、种植面积以及人口和社会经济情况等。背景数据库一方面为遥感图像信息分类提供背景,使分类精度提高;另一方面在遥感信息难以获取时,数据库可以支持模型分析,从历史资料和实际样点采集的数据库综合分析,取得当年的实际种植面积和产量。

(4)农作物种植面积提取:如利用TM或SPOT图像自动分类、AVHRR资料混合像元分解、GIS支持下作物播种面积提取等。

(5)不同生长期作物长势动态监测:采用遥感影像获取不同期作物的植被指数,根据植被指数的变化与历年资料的对比,就可以及时获得各种作物在不同生长期的长势,由长势情况就能预报出作物的趋势产量。

(6)建立遥感估产模型,实现作物光谱与产量之间的联系,通过光谱来获取作物的生长信息,目前常用的是根据“光谱―植被指数―产量”之间的关系来建立估产模型。

(7)遥感估产精度的分析和确认,尽可能减少误差。

(8)遥感估产系统的建立:该系统通常包括遥感信息获取、建立背景数据库、估产模型生成工具库、空间分析图形系统等问题。

2、作物生长状态监测

作物长势是作物生育状况总体评价的综合参数。农作物长势监测指对作物的苗情、生长状况及其变化的宏观监测。不同作物的发育期不同、长势不同,它们的光谱反率不同,叶面积和生物产量有很好的线性关系。利用这一特性可以测定叶面积指数,从而监测作物长势,进行估产。也可以利用0.6―0.7微米的可见光与0.75―1.00微米的近红外两个波长范围的反射率比值来估算生长量,比值愈大说明作物生长愈好,反之生长不良。再根据比值与干物重建立回归关系,求出回归系数,从而获得单位面积产量的近似公式。同时粮食生产的丰歉将直接影响着国计民生,而且也是世界粮食市场波动的主要原因。客观地、及时地监测我国主要农作物长势种植状况面积、品种结构尽早预测作物产量对于国民经济、粮食政策制定,粮食市场调节及在世界粮食贸易中占主动地位有重要意义。利用卫星遥感技术监测我国广大农业区作物生产状况,做估测作物产量提供的监测与预测结果,逐步成为各级政府领导部门指导和决策农业生产不可缺少的重要信息。将产生显著的社会效益和经济效益。

3、土地调查

因为不同植被和土壤类型呈现不同色调,因此可用遥感数据区分有无绿色植物生长与土地开发与否,并可进一步进行植被和土壤分类。土地资源是包括气候、地形、土壤、表层岩石、植被森林和草原和水文等的自然综合体,它包括了整个农业生产的生态要素。利用遥感技术进行生态要素的监测既经济又科学,尤其是一些交通不便且面积较大的农牧、林业地区,只有卫星遥感技术能采用不同时期的同一幅影像进行影像叠加、又丁比,可准确地看该地区的土地资源变化,可进行土地分类和生产力评价,对一些地区因人为经营不合理,破坏了生态环境,

引起土壤退化,水土侵蚀严重,水、土、肥流失及土壤盐渍化等现象经过监测,可提出预防和治理措施,建立起良性循环的生态环境条件。应用遥感技术比常规的地面实地勘测不仅节省大量的人力、时间、提高精度,且在经济上收到很可观的效益。

4、农作物生态环境监测

利用遥感技术可以对土壤侵蚀、土壤盐碱化面积、主要分布区域与土地盐碱化变化趋势进行监测,也可以对土壤水份和其他作物生态环境进行监测,这些信息有助于田间管理者采取相应措施。日本利用卫星多光谱资料,对国土进行了年变化监测,清楚地识别了东京湾沿岸的侵蚀情况。德国、日本、印度等国应用卫星成像系统,早期辨别农作物病虫害,及时采取对策,有效地减少了病虫害的危害程度,提高了经济效益。

5、自然灾害及病虫害监测

遥感技术能提供大量的关于森林生长状况和灾害等方面的资料,如森林火险、病虫害发生发展规律,空气污染和暴风灾害等,因为这些灾害所造成的森林动态变化祖损失状况,在乡外彩色像片、陆地卫星多光谱扫描图像上都可识别出来,所以在监测森林灾牢方面应用很广泛。

目前遥感灾害监测已经比较成熟地应用在干旱、洪涝、冻害等农业气象灾害的监测中。气候异常对作物生长有一定影响,利用遥感技术可以监测和定量评估作物受灾害程度,作物受旱灾涝灾影响的面积,对作物损失进行评估,然后针对具体受灾情况,进行补种、浇水、施肥或排水等抗灾措施。根据我国的现阶段的国情,采用NOAA/AVHRR遥感影像作为监测的数据,其时间分辨率高、费用低廉,不失为首选遥感信息源。而在植物病虫害初期,其叶片结构已发生改变,从其近红外光谱反射率可以准确地显示出来。但植物的叶绿素的数量和质量还没有发生改变,其可见光的波段的光谱反射率不会发生明显变化,肉眼也很难观察到。可以利用红外遥感技术及时、准确地进行预测预报。并能分辨植物的受害程度,把病虫害消灭在萌芽状态。如利用0.7―0.9微米的近红外照片可揭示燕麦、小麦的黑锈病。

结束语:遥感技术作为21世纪信息技术的支柱之一在农业发展中发挥着不可估量的作用,遥感在农业发展中的应用范围将不断扩充,也必将进一步推动现代农业的快速、稳定、可持续的发展。随着遥感技术的广泛应用,近年来在农业上的应用向深、宽、广发展。如综合利用遥感、气象和农学信息进行农作物估产,在图像处理中利用K―T变换提取信息,在资源调查中应用多种植被指数进行分析研究等,这表明遥感技术的应用向深度发展。遥感技术和计算机技术相结合,建立各类农业信息管理系统,开辟了农业遥感新的应用领域。相信,应用方法与技术水平随着计算机技术的发展和地理信息系统的建立,遥感技术在农业上应用效果和社会效益日益显著。

作者单位:中国矿业大学环境与测绘学院

参考文献:

[1]梅安新,等.遥感导论[M].北京:高等教育出版社,2001.7.

[2]陈会明.浅谈遥感技术在农业生产中的应用[J].安徽农学通报,2009,15(19).

[3]杜培军.遥感原理与应用[D].徐州:中国矿业大学出版社,2006.7.

遥感技术与农业应用篇3

【关键词】遥感技术；农田水利；资源；研究

0.引言

近年来，在人们的生产生活中，遥感技术被运用得很广泛。比较突出，也是比较有用的就是遥感技术在农田水力资源中的利用。这项措举，是真正意义上的科技兴农的实现。是我国农田水利中的飞跃性的进步。遥感技术在农田水利资源中被广泛的应用，这样就对农田的情况进行了一个科学而精准的分析。这主要包括农田的防洪抗旱、农田的灌溉情况，以及农田的水土流失治理动态进行一个科学的分析。遥感技术可以对农田水利资源做一个系统的分析，以便提出合理的解决方案。

1.相关概念分析

遥感技术主要是在资源勘测和环境勘测中利用的一种技术，这种技术的作用主要是反映资源的情况，以便相关部门作出科学合理的分析。目前来说，遥感技术运用的领域非常的广泛，农业、林业、海洋、水文和气象都有充分的利用这种技术。所谓的遥感技术实际上就是指的是利用光学接受电磁波和地面反射而来的信号。这种技术主要是在高空和外层空间进行。主要指的是遥感器和波探测仪器两种仪器。遥感器将接收而来的的电磁波和反射信号记录好之后再传回地面的地方，然后进行信息的处理、判断和验证等步骤。实际上，具体来说，这种技术就是一个拍摄、扫描以及传输信息和信息处理的工作过程。

2.遥感技术在农田水利资源中的利用

2.1在水土流失治理动态中的应用

我们生活的家园土地资源类型多样，复杂且多变。由于许多人为因素和自然因素，水土流失严重。人为因素主要是过度开垦土地，在草原上过度放牧，以及一些过度开矿和修路导致的土层松动，水土流失情况。自然的原因主要是地貌地形、植被气候、以及土壤和风向发生的自然变化。人为的破坏，导致水土严重流失，是可以避免的，自然的因素是不可抗拒的，但是，也是可以经过人为的努力，达到一定的改善。例如在一些水土流失严重的地方人工种植固土性很强的树木和草，也可以在水土流失的地方修建固土的堤坝和成网格的坝子。实际上，认人为的修建坝子只能够保护水土不流失一段时间，只是一种治标不治本的做法，而人工种树一直都是一种比较好的方法，被广泛的利用到保护水土流失工程中。

我国的地理南北东西跨度都比较的大，地理位置复杂，地形也比较复杂过度明显，气候多变，冬夏温差较大，一些南方地区时常发生洪灾，北方地区时常发生旱灾，且北方的风沙较为严重。因而，我国的水土流失较为严重。我国人口众多，土地资源总量虽然较多，但地形复杂，适合耕种的农田比例较小，且人均占有量较少，但我国水土资源流失较为严重，为了缓解水土流失情况，我国政府投入大量的人力物力进行整治。全国呼吁保护土地，防止水土资源流失。还大力退耕还林，请专人在水土流失严重地区种树。政府能够有这一系列的方案，还得益于遥感技术。遥感技术被广泛的利用与农田水利资源中，在防止水土流失工程中起着至关重要的作用。遥感技术将我国水土流失的情况清晰的传给相关部门，为相关部门提出及时、科学合理的方案提供了科学的资料。一般来说，遥感技术的传回的结果都是比较科学和宏观的，对促进农田水利资源的保护有着至关重要的作用。

2.2在防洪抗旱中的应用

前面笔者也提到，我国地理位置广阔，国土南北东西跨度都比较大，国内地形复杂气候多样。自然灾害频繁发生。特别是洪灾和旱灾严重，古就有南涝北旱的说法。但是我国在应付自然灾害的能力还是比较突出的，这和遥感技术分不开。遥感技术对于防洪抗灾的影响力是巨大的。实际上，遥感技术洪灾旱灾的情况反映和紧急救援，以及灾后的重建工作都有着重要的作用。不止如此，我国还建立了农田洪旱遥感系统，这种系统反应的是我国科技的进步和对民众的关心。一个国家应付自然灾害的能力，往往凸显的是国家的经济实力。

洪旱遥感系统主要包括两种主要的模式。一检测灾区重点。通过雷达卫星和地理信息监测出重灾区，并作出详细的评估，以及对灾后的重建作出决策。二是灾区宏观检测。利用气象卫星每天读灾情进行速报，对灾情地区，持续时间，灾情损失作出评估。

实际上，事实已经有力的证明了遥感技术在防洪抗灾等抗击自然灾害中的作用是极其重要的。在紧急救援，灾情监测、以及灾情评估和灾后重建工程中的作用都是极其重大的，可谓是贯穿整个始终。遥感技术为相关部门提供了客观和全面清晰的信息，这些信息成为有关部门做出正确决策的有力支撑点。

2.3在河道检测中的应用

我国水资源丰富，河流众多，河流成为我国大部分地区饮用灌溉的主要水源。水是生命之源，加之我国又极为容易发生洪灾和旱灾。因此这就需要我国多河流实行检测。遥感技术对河流的水位情况，河道走势，河床变化，水质变化都会有清晰的数据。遥感技术将这些数据传给相关部门，以便相关部门掌握详细情况，当发生灾情的时候，也好及时作出决策。遥感技术对我国的农田水利灌溉和经济有着至关重要的作用。

3.结语

遥感技术传送的信息可靠而详细。遥感技术将详细的信息资料传给相关部门，以此来帮助相关部门及时正确的了解情况，并帮助他们做出正确及时的决策。在我国农田的水利中广泛的被利用，极大的促进了我国农田水利资源的管理。对我国经济的发展有着至关重要的作用。目前，我国的遥感技术水平还是比较高的，但也还需要进一步的提高。

【参考文献】

[1]王红岩.基于NPP和植被降水利用效率土地退化遥感评价与监测技术研究[D].中国林业科学研究院，2013.

[2]蒙继华，吴炳方，杜鑫，张飞飞，张淼，董泰峰.遥感在精准农业中的应用进展及展望[J].国土资源遥感，2011，03：1-7.

[3]高广磊，信忠保，丁国栋，李丛丛，张佳音，梁文俊，安云，贺宇，肖萌，李文叶.基于遥感技术的森林健康研究综述[J].生态学报，2013，06：1675-1689.

遥感技术与农业应用篇4

关键字：无人机；遥感；农业

1 监测病虫害

病虫害是影响作物产量的直接因素，是世界各国的主要农业灾害之一。大规模的病虫害会给农业生产和国民经济造成巨大损失。据联合国粮农组织统计，世界粮食产量因病虫害造成的损失占粮食总产量的20%以上。

利用遥感监测技术跟追病虫害进展情况，有利于展开精准治理工作，做到及时发现、及时处理，也有利于早期防治。其原理是，病虫害会造成作物叶片细胞结构色素、水分、氮元素等性质发生变化，从而引起反射光谱的变化，所以病虫害作物的反射光谱和正常作物可见光到热红外波段的反射光谱有明显差异。

在美国、澳大利亚等地，用无人机遥感监测并不罕见。比如，美国有种植户用无人机监测的麦田锈病情况，从中可以明显看出哪里是重灾区。也有人用无人机查看苜蓿地里的菟丝子（一种恶性寄生性杂草，主要寄生于苜蓿等豆科作物，苜蓿生长易受到恶性杂草菟丝子的严重危害，常造成苜蓿植株成片死亡），从而能在灾害大规模爆发前做到提早预防。

2 土壤属性分析

当今，世界农业现代化大国都在提倡精准农业，要求根据土壤性状，在作物生长过程中调节对作物的要素投入，以最低的投入达到最高的产出，并高效利用各类农业资源，改善环境，取得较好的经济效益和环境效益。

作为空中监测技术，农业遥感是推动农业走向精准化的有利手段。农业遥感监测主要以作物、土壤为对象。作物在可见光-近红外光谱波段中，反射率主要受到作物色素、细胞结构和含水率的影响，特别是在可见光红光波段有很强吸收波段，在近红外波段有很强的反射特性，可以被用来进行作物长势、作物品质、作物病虫害等方面的监测。土壤可见-近红外光谱总体反射率相对较低，在可见光谱波段主要受到土壤有机质、氧化铁等赋色成分的影响。因此，土壤、作物等地物固有的反射光谱特性是农业遥感的基础。

在精准农业中，有一个重要的概念叫做归一化植被指数。根据专业解释，归一化植被指数是反映农作物长势和营养信息的重要参数之一，计算方式是近红外波段的反射值与红光波段的反射值之差比上两者之和。归一化植被指数可以为改善作物健康提供参考依据，比如告诉你农田是否需要额外施肥。

美国一家专门分析土壤样本的精准农业服务公司Heartland Soil Services，正在尝试将无人机遥感测绘的归一化植被指数（NDVI）图与土壤取样分析相结合，从而生成土壤营养元素图。这种将二者结合的方法，相较于原来的只靠土壤取样分析法（每两英亩取一个样本）更加详细和精准。

3 统计分析植株数量和成苗率

无人机遥感测绘的另一个用途是统计植株数量。相比于耗时且只能抽样调查的手动计数，无人机统计更加全面，准确性更高。

据报道，2016年6月，基于云计算的无人机软件和制图解决方案供应商Drone Deploy、农业合作分析公司Aglytix和农业技术公司AgriSens合作，为农作物提供生长分析工具，通过农作物数量统计、农作物占地面积来分析当前农作物是否为最佳生长距离。

在2016年的植物生长季，加利福尼亚北部的一家私人农场请来第三方公司为农场74英亩的耕地移植了数万番茄植株。为了避免该公司没有严格按照移植数量收费，私人农场工作人员利用AgriSens公司的无人机应用软件快速实现了数量统计。

除此之外，用户也可以借助无人机遥感测绘的硬件和软件技术，分析新栽培植株的成苗率，以确定重新栽种方案。

4 自然灾害后作物受损评估

农作物的整个生长发育过程与气象息息相关，气候变化和灾害性天气是直接影响粮食生产和农民增收，影响农业的平稳快速发展。不可避免的自然灾害发生后，遥感技术可以用于评估暴风雨和冷冻灾害后受损情况。

作物遭受冷冻害后，体内叶绿素活性会减弱，对近红外光和红光的敏感度下降会导致植被指数发生化，因此植被指数差异分析主要是通过受灾前后植被指数的差值来判断受灾情况。

在暴风雨灾害中，研究表明，水浸后的植被可见光波段反射增强，近红外波段减弱。且近红外波段和热波段的组合可以识别水浸和健康谷类作物。

在伊利诺伊州的一场强风和强降雨天气中，该州中部地区105英亩（613亩）的谷物发生不同程度损害。无人机服务Overhead Ag公司利用无人机技术生成灾后评估报告，详细标出了轻微受损区、中度受损和重度受损区，并且计算出了各自面积和所占比例，让农户可以直观了解灾后损失情况。

5 总览梯田概况，便于及时整改

梯田是在坡地上沿等高线分段建造的阶梯式农田，其是一种重要的水土保持措施，具有保水、保土、保肥的作用。作为坡耕地治理措施的一种，修建梯田可以通过减缓地形坡度、缩短坡长来改变坡面的小地形，进而有效治理坡耕地水土流失。所以，及时获得梯田的动态指标，可以为梯田建设成效评价、水土流失防止、水土资源合理利用等提供科学依据。

利用遥感技术生成的高分辨率影像对水土保持进行检测，有利于提取更详尽的水土保持措施。利用无人机生成高程图可以直观看到梯田的整体布局，便于梯田管理者随挖随填，及时整改阶地和排水系统。

其实卫星遥感手段已经发展已久，但卫星易受到天气环境影响，且轨道周期较长。比较而言，无人机灵活性更强、易部署。相信随着无人机平台、传感器和软件技术的进一步提升，未来无人机作为卫星等其他遥感平台的补充手段，可以帮助在农业构建起更加完整的监测网。

6 结束语

无人机遥感技术在在农业上的应用价值是遥感技术、农业、无人机三者的一个交叉领域，无人机遥感技术不只只用在农业上，其在巡检、测绘、搜救等行业都会用到，随着遥感技术的成熟在这些领域将会发挥巨大作用，也是未来我们需要研究的课题。

参考文献

[1]史舟，梁宗正，杨媛媛，郭燕《农业遥感研究现状与展望》，农业机械学报 2015， 46（2）：247-260

遥感技术与农业应用篇5

【关键词】测绘技术；GPS；RS；GIS

随着现代测绘技术的出现，无论在学科理论，或在技术体系，以及应用范围上都取得了重大的发展，甚至可以说是重大的变革，从而也将彻底地改变传统测绘的生产方式。现代测绘产业以“3S”技术为特征，现代测绘技术已经成为人类研究地球及自然环境，解释某些自然现象，解决人类社会可持续发展等重大问题的重要工具。

1.现代测绘技术的发展概况

1.1 GPS的发展

全球定位系统（GPS）是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成的利用导航卫星进行测时和测距，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。1996年2月，美国总统令宣布GPS为军民两用系统，标准定位服务对民用开放，2000年5月，美国总统令SA关闭，价格不贵的民用GPS接收机能将其水平定位精度从不低于100m提高到15～20m，民用GPS的具备了真正的实用价值。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，GPS的应用领域正在不断地开拓，目前，各种类型的GPS接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测。GPS已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。GPS和GLONASS兼容的全球导航定位系统接收机已经问世。GPS作为一项引起传统测绘观念重大变革的技术，已经成为大地测量的主要技术手段，也是最具潜力的全能型技术。GPS定位技术与常规地面测量定位相比，除具有对测站选择更灵活、更适应不利条件、全天候连续作业外。还具有比任何地面常规技术供数量更多、精度更高的数据信息。

1.2遥感技术的发展

遥感包括卫星遥感和航空遥感，航空遥感作为地形图测绘的重要手段已在实践中得到了广泛的应用，卫星遥感用于测图也正在研究之中并取得一些意义重大的成果，基于遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已获得了较多的应用。自20世纪初菜特兄弟发明人类历史上第一架飞机起，航空遥感就开始了它在军事上的应用，从1972年第一颗地球资源卫星发射升空以来，美国、法国、俄罗斯、欧空局、日本、印度、中国等国家都相继发射了众多对地观测卫星。遥感信息获取技术已从可见光发展到红外、微波：从单波段发展到多波段、多角度、多极化；从空间维扩展到时空维；从低分辨率发展到高分辨率甚至超高分辨率。遥感平台有地球同步轨道卫星、太阳同步卫星、太空飞船、航天飞机、探空火箭，并且还有高、中、低空飞机、升空气球和无人飞机等：传感器有框幅式光学相机，缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计、雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等，它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。

1.3 GIS的发展

地理信息系统作为多个学科、多种技术交叉融合的产物，至今只有40多年的历史。地理信息系统起源于20世纪60年代加拿大和美国学者的在土地和交通方面的地理信息研究。1998年1月31日美国前副总统戈尔在加利福尼亚科学中心的一次讲演，在该讲演中戈尔正式提出数字地球的概念。地理信息系统作为对空间地理分布有关的数据进行采集、处理、管理、分析的计算机技术系统，其发展和应用对测绘科学的发展意义重大，是现代测绘技术的重大技术支撑。

2.现代测绘技术的应用

现代测绘技术作为一门新的信息科学在经济和社会可持续发展的诸多领域正发挥着愈来愈大的作用。在这里主要介绍现代测绘技术在矿山测量方面、湿地方面、水利工程方面和精准农业方面的应用情况。

2.1矿山测量方面

遥感技术在矿山测量中的应用已经历了较长的时间，并积累了丰富的经验。应用遥感资料，可获取矿区实时、动态、综合的信息源，对矿区环境进行监测，为矿区环境保护提供决策支持。遥感资料用于找矿、矿区地质条件研究、煤层顶底板研究等方面都已得到应用，所有这些，都说明遥感技术应用于矿山测量是矿山测量实现其现代任务的重要保证。利用GPS技术进行矿区地表移动监测、水文观测孔高程监测、矿区控制网建立或复测、改造等。其应用于矿山测量工作的地面部分已成为现代矿山测量的一项重要支撑技术。以矿区资源环境信息系统为平台，以各种测量技术为数据获取的途径，可以建立集数据采集、处理、管理、分析、输出于一体的自动化、智能化的技术系统，作为矿山可持续发展的决策支持系统。

2.2湿地方面

利用遥感技术对湿地生物资源的分布、生长状况及其变化进行估测。利用遥感技术多层次、多时相的动态监测功能获得及时可靠的数据，通过地理信息系统技术进行相关数据的实时更新，并对这些数据进行空间分析，可得到湿地的动态变化情况。应用遥感和地理信息系统技术，获取湿地生态环境质量分析评价所需要的数据，借助GPS技术进行水质采样调查、植被样方调查、土壤采样等常规野外调查。根据湿地信息系统的功能，可将其划分为两大类：查询服务型信息系统和决策支持型地信息系统。

2.3水利工程方面

遥感技术能够实时地对大江、大河和湖水水位进行监测，可实时监测洪水灾害面积。RS和GIS集成能及早预报洪水淹没范围和干旱灾情范围，为防灾、抗灾提供准确信息。在水利枢纽工程竣工后，需对水库大坝、大型桥梁等进行连续的、精密的监测。现代测绘技术提供了连续、实时的安全运行监控手段。利用全数字摄影测量或数字测图技术建立数字地面模型，应用GIS的分析决策功能，可以方便快速地进行水库大坝选址、库容计算、引水渠修建、受益范围等设计工作，为开发利用水资源提供科学依据。目前，大中城市都有由数字测图技术或全数字摄影测量技术建立的城市数字地形图，给排水管线的规划、设计可在数字地形图上进行。

2.4精准农业方面

精确农业中，利用GPS技术对采集的农田信息进行空间定位；利用RS技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息；利用GIS技术建立农田土地管理、自然条件、作物产量的空间分布等的空间数据库；对作物苗情、墒情的发生发展趋势进行分析模拟，为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息。GPS、RS、GIS技术及自动化控制技术为支撑的精确农业将促进现代农业的发展。它能够收集土地利用现状、植被分布、农作物的生长情况、农作物的灾情分布、土壤肥力等多种信息，将信息技术与农艺、农机有机地结合起来，最大限度地优化各项农业资源与生产要素的合理分配，获取高产量和最大经济效益，同时又能有效地保护生态环境和农业自然资源，有利于农业的可持续发展。

遥感技术与农业应用篇6

关键词:遥感技术;土地调查;土地资源

中图分类号:TP319文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)22-0036-02

目前,我国土地资源的形势十分严峻,因此,切实保护土地资源尽快提高土地调查评价信息化水平,改变传统国土资源管理工作方式,采用现代化技术手段,准确、快速地掌握国土资源现状、潜力、变化规律和利用状况,科学规划、配置、合理开发利用国土资源,保证耕地总量动态平衡,实现国土资源决策、管理现代化和服务社会化,促进我国经济可持续发展和社会全面进步,是国土资源管理工作面临的当务之急,也是必须实现的战略目标。搞好土地资源调查评价信息化既是当前经济发展的需要,也是实现可持续发展的重要保证,是事关全国大局和中华民族子孙后代的重大问题。第二次农村土地调查是对农村土地资源的一次详细调查,掌握我国大半江山资源变动情况,农村土地调查也是为合理利用土地资源提供指示,为国土资源信息化管理提供依据,也为国家宏观调控及管理提供参考。

一、农村第二次土地调查

摸清土地资源家底,掌握真实的土地利用状况,获取准确的土地基础数据,是开展第二次全国土地调查(以下简称“二次调查”)工作的主要目的。成果核查作为二次调查工作的重要组成部分,是保障全国土地调查成果真实、准确的重要手段,是保证调查成果质量的有效措施,是做好二次调查工作的关键。

摸清土地家底,还关系18亿亩耕地保护措施的落实和永久基本农田的划定,关系千家万户土地使用者、土地所有者合法权益的保护以及农村集体土地管理制度改革的推进。加强土地调控,确保土地的科学、合理使用,才能实现经济社会可持续发展,尤其在应对国际金融危机挑战,保增长、保民生、保稳定成为首要任务之时,摸清土地家底,才能对土地家底有清醒的认识,防止以保增长为名乱占土地,使保增长始终在节约集约用地轨道上进行。

农村土地调查主要包括:界线及控制面积、地类调查(地类调查方法、外业调查基本程序及要求、线状地物调查、图斑调查、零星地类调查、地物补测、农村土地调查记录手簿填写)、耕地坡度等级确定、田坎系数测算与扣除、海岛调查、面积计算以及基本农田调查等。

二、遥感技术在农村土地调查中的应用

(一)技术方法

以航空、航天遥感影像为主要信息源:农村土地调查将以1∶10000比例尺为主,充分应用航空、航天遥感技术手段,及时获取客观现势的地面影像作为调查的主要信息源,如图1所示:

基于内外业相结合的调查方法:农村土地调查以1∶10000主比例尺,以正射影像图作为调查基础底图,充分利用现有资料,在GPS等技术手段引导下,实地对每一块土地的地类、权属等情况进行外业调查,并详细记录,绘制相应图件,填写外业调查记录表,确保每一地块的地类、权属等现状信息详细、准确、可靠。以外业调绘图件为基础,采用成熟的目视解译与计算机自动识别相结合的信息提取技术,对每一地块的形状、范围、位置进行数字化,准确获取每一块土地的界线、范围、面积等土地利用信息,如图2所示。

基于统一标准的土地利用数据库建设方法:按照国家统一指定的数据库标准和技术规范,以农村城镇为单位,系统整理调查记录,逐图斑录入。对图斑的图形数据和图斑属性的表单数据进行属性联结,形成集图形、影像、属性、文档为一体的土地利用数据库。

(二)遥感技术应用

航空遥感影像一直是中国城市大比例尺土地利用现状图的主要信息源。第二次土地调查基本要求是采取航测遥感影像,制作地方调查底图,保证基础底图的客观性和统一性。IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术、数字航空摄影技术、低空数码遥感等航空数码遥感新技术,可以弥补传统航空摄影技术的薄弱环节,对机场和天气条件的依赖性较小。飞机在航摄飞行中直接测定航摄仪的位置和姿态,并经严格的联合数据后处理,获得定向测图所需的高精度航片外方位元素,可实现无或极少地面控制的航片定向,进而大大缩短航测成图生产周期,节省成图费用。生成的遥感数据具有高分辨率、高成像质量优势,以及方便计算机处理管理、快速、低成本的特点。在土地资源信息化管理中,航空数码遥感新技术可广泛应用于生产更新大比例尺土地利用图件,如1∶500,1∶1000,1∶2000比例尺专题图,非常适合于小城镇、村庄、大型厂矿企业的土地利用信息快速获取,如图2所示。

遥感作为一种高效获取信息的手段,其蕴涵的信息量丰富、全天候、信息获取周期短和多光谱特性,在我国土地资源调查监测工作中得到广泛应用。首先遥感技术在土地利用动态监测中发挥了重要作用。

其次,遥感技术在土地利用更新调查中得到广泛应用。随着经济发展,科学技术水平不断提高,土地调查手段也在不断更新,目前全国许多地方,为了配合新一轮土地利用总体规划修编,已经完成和正在启动以遥感为主要数据源的土地利用更新调查,实践证明,遥感技术在土地调查能够提供较为准确的信息,具有应用远景。

第三,遥感技术在农村产权调查、城市集约利用潜力评价等工作中得到充分应用。在农村产权调查中利用航空和航天数据,节省了大量的时间和人力,提高了成果精度,在大多数省份的农村产权调查中得到广泛应用。

从总体上,遥感技术不断成熟,高分辨率、高光谱遥感以及雷达影像应用于土地资源调查技术日趋成熟。在项目的进展过程中,通过不断追踪新技术和新方法,促使遥感技术和手段从宏观化向微观化发展,应用水平也在向纵深化发展。同时为了探索高光谱数据在土地动态监测中应用潜力,国土资源部开展高光谱在土地动态遥感监测中试验研究。该研究以成像光谱数据为主要遥感信息源,在现有土地动态遥感监测技术、方法、流程基础上,通过成像光谱技术在土地动态监测中的应用研究,形成一套具有较高自动化和定量化程度的土地动态遥感监测技术流程,为国土资源大调查和土地资源管理提供先进的技术手段。

三、结语

目前农村土地调查全面完成,城镇土地调查扎实推进。截至今年6月底,全国农村土地外业调查已经全面完成;农村土地调查数据库建设完成96.3%;城镇土地调查完成7.2万平方公里,完成比例为72%;已有1954个县级调查单位开展基本农田上图工作。农村土地确权登记取得积极进展。实践证明,遥感技术具有应用前景,信息准确,程序简便,同时也减少大量的人力、物力投资成本,在土地调查中各种手段中,遥感技术在很多方面具有优势,也在土地调查中发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1]郭庆十,李金鹿.遥感技术在河北省土地调查中的应用与展望[J].国际太空,2006,(8).

[2]戴晓琴.浅谈遥感技术在土地利用中的应用[J].安徽农学通报,2008,(23).

[3]程全国.应用遥感技术开展农业动态监测的可行性探讨[J].遥感技术与应用,1991,(1).

[4]王红霞,薛育君.RS在湖南省第二次土地调查中的应用[J].山西建筑,2008,(31).

遥感技术与农业应用篇7

关键词:精细农业遥感技术全球定位系统地理信息系统

引言

“精细农业”的核心指导思想就是要利用现代地球空间信息技术获取农田内影响作物的生长和产量的各种因素的时空差异，避免因对农田的盲目投入所造成的浪费和过量施肥施药造成的环境污染。具体而言，就是利用卫星定位系统对采集的农田信息进行空间定位；利用遥感技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息；利用地理信息系统建立农田土地管理、自然条件(土壤、地形、地貌、水分条件等)、作物产量的空间分布等的空间数据库，并对作物苗情、病虫害、墒情的发生发展趋势进行分析模拟，为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息；在获取上述信息的基础上，利用作物生产管理辅助决策支持系统对生产过程进行调控，合理地进行施肥、灌溉、施药、除草等耕作措施，以达到对田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的产量。精细农业技术是运用全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、传感器及检测系统、计算机控制器及变量执行设备等信息技术，对大田农作物生产和畜牧生产实施监控，从而提高作物和畜牧产量和质量，最大限度地保护生态环境，保证农业的可持续发展。

一、国内外“精细农业”技术的应用情况

1.1国外“精细农业”技术的应用情况在北美、欧洲和澳大利亚等地“精细农业”技术主要用于土地资源的详查及监测，农作物生长状况的监测和产量预测，灾害性天气、旱情、涝情和水情的监测，农作物病虫害的监测与精细防治和大地号农田的优化施肥等方面。

到了八十年代和九十年代，由于遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)的应用，进行农情监测和产量预测已达到更加精确的程度，所用设备的数量和精度都在提高。目前全球已有20000台“产量监测器”投入了使用，有的就装在收获机械上。

目前，在一些国家“可变比率洒施机”的试用引起了人们的极大兴趣。该机器的设计者试图借助于RS、GIS和GPS等技术获取田间信息(包括土壤参数和病虫害情况等)，同时机器自动控制农药、化肥和种子的施入量。由于优化施肥，农场主从中可能获得巨大的经济效益。

另一种“可变比率洒施机”名为“实时闭循环系统”(Real-timeclosed-loopSystem)，其设计者是想尽可能地摆脱对3S技术的依赖，田间信息直接由安在洒施机上的探测设备获取，并立即对数据进行分析并自动控制农药、化肥和种子的施入量。这种机器保证了所测得信息与所采取措施的地点的一致性。

1.2国内“精细农业”技术的应用情况我国是个农业大国，农业生产的自然条件十分复杂，自然灾害频繁，因此“精细农业”技术对我国农业生产来说是非常重要的。

我国利用地球资源技术卫星遥感资料进行土壤和水文调查开始于七十年代末和八十年代初，山西、内蒙等省(区)的土壤调查和农业区划工作就利用了卫星遥感资料。

1984-1986年，我国在京、津、冀地区，进行了大规模的冬小麦卫星遥感试验，取得了一定成果。1985和1986年小麦产量预报准确率分别为92％和95％。

可见，我国“精细农业”基本上还停留在卫星遥感、地理信息系统和产量预测方面

二、“精细农业”的技术思想

精细农业其核心思想是通过对农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素(如土壤结构、地形、土壤含水量、植物营养、病虫害、杂草等)实际存在的空间和时间差异性的分析，确定影响小区产量差异的原因，采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需实施定位调控，以充分利用资源，实现最经济、最合理的投入，获得经济上和环境上的最大效益。精细农业之所以引起全世界广泛的关注，首先是因为它能显著提高产量，提高耕地资源利用潜力和保护环境；其次，是因为精细农业研究的意义已远远超出其技术系统应用发展本身的范围，它提供的技术思想和改造客观世界的认识思维方式，其影响更是深远的。

三、精细农业的技术构成

3.1GPS——全球定位系统推动精细农业发展的关键技术是在20世纪70年代末开始建立的全球定位系统。它是一种高精度、全天候、全球性的无线电导航、定位、定时系统，它可提供连续、定位和原子时钟信息。

3.2GIS——地理信息系统地理信息系统以地理空间数据库为基础，在计算机软、硬件的支持下，对有关空间数据按地量坐标或空间位置进行预处理、输入、存储、查询、检索、运算、分析、显示、更新和提供应用、研究，并处理各种空间实体和空间关系。它有如下特征：具有采集、管理、分析和输出多种空间信息的能力；具有空间分析、多要素信息分析和预测预报的能力，可为宏观决策管理服务；能实现快速、准确的空间分析和动态监测研究。将GIS用于精细农业中，可对农田小区的作物产量和各种影响因素进行存储、分析和管理。

3.3RS——遥感技术遥感技术可根据对遥感资料的解译，获得所研究区域内有关信息，具有宏观、快速、动态等特点。不同含水量的土壤具有不同的地表温度，因而具有不同的热红外特性和热辐射特性。农作物不同生长期和不同生长情况均有不同的光谱反射曲线，所以结合研究区域内抽样调查的资料和GIS数据库，并依靠有关的专业基础知识，利用RS可获得土壤含水量、作物长势和产量等重要资料。

3.4DSS——决策支持系统决策支持系统是根据农业生产者和专家在长期生产中获得的知识，建立作物栽培与经济分析模型、空间分析与时间序列模型、统计趋势分析与预测模型和技术经济分析模型，利用GPS、RS获得的各种信息及GIS建立的数据库，针对小区内农作物生长环境和生长条件时间和空间上存在的差异作出分布式投入决策，即生成田间投入处方图。决策支持系统DSS综合了专家系统ES(expertsystem)和模拟系统SS(simulationsystem)，因而能为精细农业的实施提供正确的决策支持。:

3.5ST——信息采集与处理技术信息采集与处理技术是获取各种信息的重要手段。精细农业的实现首先在于认识农田小区内农作物生长环境和生物情况的差异而这必须依赖于各种先进的传感器。随着现代科学技术的发展，各种非接触快速测量传感器和智能化传感器为精细农业提供了全新的技术支持。

遥感技术与农业应用篇8

作为地球科学及应用的一种观测手段，遥感总是带给人们一些困惑：它能应用在哪些方面？能为我们做些什么？它又是如何监测的？实际上，遥感在我们生活中无处不在。只是它好像总是披着隐身衣，而我们浑然未觉罢了。本期共享科学就揭开遥感应用的这层隐身衣，接着为读者讲述遥感的应用。

灾害遥感

灾情数据即时通

前不久，强台风“海葵”来袭，造成许多地区出现农田被毁，农业大棚倒塌，农作物在强风暴雨的摧残下出现死亡的状况。这时，通过灾害遥感，可以准确的划分出受台风影响区域，通过气象预警有效信息，人们便可由此对农产品进行防护措施，降低损失。

郭子祺说：“经过二十多年的努力，我国已建立了重大自然灾害遥感监测评估运行系统，形成了对台风、暴雨、洪涝、旱灾等灾害的监测能力，特别是快速图像处理和评估系统的建立，具有对突发性灾害的快速应急反应能力，使该系统能在几小时内获得灾情数据，一天内做出灾情的快速评估，一周内完成详实的评估。”

在1987年大兴安岭发生特大森林火灾时，中国科学院卫星地面站提供的火情现势卫星影像图对现场指挥、调度扑救起到了决定性作用；1998年长江、嫩江流域发生特大洪灾时，航空、航天平台的遥感实时监测，为指挥抗洪救灾、恢复生产发挥了巨大作用。此外，郭子祺还介绍，在“5·12”汶川特大地震发生后，全力启用了航空、航天遥感设备和专业技术人员飞赴前线，第一时间获取灾情信息，哪片房屋倒塌了，哪里河道堵塞了，都一目了然。遥感为抗震救灾监测获取、处理和分析数据，为抗震救灾的行动部署提供了基础依据和重要背景信息。

农业遥感

农业统计换新天

“我们要保证国家的粮食足以满足人民的日常需求，如果出现减产的话我们便需要作出相应的政策调整。”中科院遥感所研究员陈良富说。上世纪70年代，美国开始就利用陆地卫星和气象卫星等数据，预测全球的小麦产量。相比遥感估产宏观、快速、准确的优点，传统的作物估产采用人工区域调查方法，应用起来计算繁杂、速度慢、工作量大并且成本高。

那么，遥感估产究竟是如何操作的呢？“农作物遥感估产包括对农作物生长过程的动态监测、种植面积测算、单位面积产量估测和总产量估测。”记者在采访中得知，根据生物学原理，在收集分析各种农作物不同生育期不同光谱特征的基础上，通过平台上的传感器记录的地表信息，辨别作物类型，监测作物长势，在作物收获前，预测作物的产量的一系列方法。

先有“产”才能有“估”。对于整个农业生产链来说，遥感的作用可以说是贯穿始终。从最开始的农业资源调查到土地利用现状分析，再到农业病虫害监测，这些都要依赖于遥感技术应用。

有一份数据引起了笔者注意“我国每年由于病虫害造成的损失大约在10%-15%之间”如此庞大的一个数字！遥感技术能否帮助我们及早发现病虫害，以最快的速度采取防治措施呢？郭子祺说：“遥感技术检测农业病虫害，主要依据基于植物受到病虫侵扰时生理变化所引起的绿叶中细胞活性、含水量等的变化，表现为农作物在反射光谱特性上的差异。这样，农作物在遭受病虫危害早期就可以通过遥感技术探测到这一光谱差异，从而解决了农作物病虫害早期发现和早期防治的问题，这一技术方法也已经应用在森林病虫害监测和防治方面。”

大气遥感

定量监测气溶胶

近些年，大气臭氧减少、烟雾弥漫难以消散，这样的问题成为社会普遍关注的焦点。但有一个词“气溶胶”常常和这些大气问题相伴提起，或许从它的身上我们可以找到问题的关键。

“秸秆焚烧的烟尘、人为活动的扬尘和植物花粉颗粒物，就是气溶胶的具体实例。汽车尾气和各种锅炉的化石原料燃烧排放气体可以转化为微小细粒子。”陈良富说，“它不仅对人体造成危害，而且气溶胶作为云凝结核，使地气系统的能量平衡失衡，从而影响区域和全球气候，大量的细粒子气溶胶还会形成严重的灰霾天气。”

面对气溶胶我们真就束手无策吗？当然不会！“在众多类型的监测技术中，卫星遥感可以提供广阔背景上的气溶胶区域分布信息，是唯一实现全球气溶胶监测的手段。”陈良富介绍，定量研究气溶胶在全球范围内的时空变化特征与演变规律上有其他站点监测无法比拟的优势，辅以米散射原理的地基激光雷达提供的气溶胶垂直分布信息，可以获得区域分布的近地面PM2.5质量浓度的监测，实现城市群、郊区和广大农村区域的空气质量监测。

说到大气遥感，还有一点不得不提灰霾。比如北京以及华北地区的天空常常披着灰色的面纱，给人们生活出行造成很大的困扰，“这正是灰霾在作祟，”陈良富研究员说，“美国的网站总用卫星图像来说中国的污染太严重，对此科学家们解释说是由于天气稳定利于污染物排放的积累所致。其实这里存在一个误解。”

陈良富解释，用了五种方式的卫星观测数据对灰霾天进行分析，发现人为排放积累不至于引起如此面积大、强度高的污染。那空气污染的原因究竟是什么呢？通过遥感探测发现，每年10月到次年的3月期间，每23天在2公里以上的高空就有一股从西风带吹来的浮尘，当它抵达华北平原上空后，由于地势降低，风速下降以后浮尘便会往下与污染物相混合，遭遇水汽后细粒子个体便迅速增大就造成大范围高强度的污染现象。如果遇上南边气流比较强会形成华北地区持续多天的重污染天气。若仅通过地面观测的话恐怕难以得知这一现象的起因，在这些需要大尺度的观测工作上，遥感无疑起到了不可替代的作用。

水资源遥感

让水质监测与评估更真实

水是万物生长之本，湖泊更是自然的神作，但近些年，随着我国工业和城镇化的快速发展，江河湖泊面临水质污染的严峻问题。

能否利用遥感技术来进行江河湖泊水质环境监测呢？郭子祺说：“水体及其污染物质的光谱特性是利用遥感信息进行水质监测与评估的依据。国内外许多学者利用遥感的方法估算水体污染的参数，以监测水质变化情况。” 此外，郭子祺介绍，利用遥感技术进行水环境监测与水体富营养评价，存在很大的优势：信息获取快速、省时省力等特点，不仅能够较好的反映出研究水质的空间分布特征，而且更有利于大面积水域的快速监测。遥感技术无疑给湖泊环境变化研究带来了福音。

“在整个水资源管理方面，遥感技术与地理信息系统相结合，正发挥着越来越重要的作用。”郭子祺告诉记者，“水质的好坏有一个划分指标，目前利用遥感技术获得的光谱数据进行水质参数反演精度还不高，还达不到环保部门的要求。如何使这一技术有效应用呢？目前的做法是在测量区域布置一些水质传感器，通过无线传感器网络技术可24小时连续测量水质的多种参数，用于提高水质遥感反演精度，使其接近或达到相关行业要求。”

遥感技术与农业应用篇9

【关键词】农业信息技术信息获取信息处理课程结构

【基金项目】本文为新疆农业大学研究生优质课程建设项目《农业信息获取与处理技术》阶段性研究成果。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）09-0003-01

农业是人类健康与发展的永恒主题，《全国农业可持续发展规划（2015―2030年）》的重大项目之一是开展农业资源监测，需要“建设和完善遥感、固定观测和移动监测等一体化的农业资源监测体系，建设农业资源环境大数据中心，推动农业资源数据共建共享”。其中，农业信息获取涉及传感器（温度、湿度、PH值、光、CO2等）、遥感、导航定位、网络信息检索等多源、多层次、多尺度的农业资源监测技术，农业信息处理的实质内容则是农业资源环境大数据的分析、挖掘和知识发现技术。

《农业信息获取与处理技术》课程的教学研究至关重要，是有效培养适应社会和时展需要的复合型高层次人才的基础，也是涉农高校信息技术研究生教育面临的一个关键教学研究问题。

1.国内外现状分析

近年来，国内外教育机构针对信息技术在农业领域的有效应用开展了大量卓有成效的教学研究工作。

国外具有典型代表性的是美国Illinois大学农业与生物工程系开设的《精细农业》，处于世界领先地位，其课程体系设计涵盖了农业信息技术的多个方面，而且以融入最新信息技术为优势和特色，是国内外高校借鉴的重点。

国内具有代表性的是浙江大学开设的《精细农业》课程，是我国信息农业课程教学体系改革的先导力量，较为突出的教学成果是：《精细农业》成为国家精品课程;出版的部级规划教材《精细农业》以及面向21世纪课程教材《农业资源信息系统》等，在江苏大学、东北农业大学、西北农林科技大学等10多所院校采用;自主创新开发了8种国际先进水平的教学仪器设备和6种教学软件系统，在国内多所大学实际使用;开设了一系列创新性、综合性教学实验;建立了农业信息技术教学实习与科研示范综合基地，为全国现代农业信息技术复合创新性人才培养探索了新的思路和途径。此外，扬州大学、西南大学和石河子大学等高校也陆续开设了《农业信息技术》相关课程，都具有其地方特色。

综上所述，现阶段国内外教学团队均侧重于开设比较综合的农业信息技术相关专业课程，往往是力求全面涵盖农业信息的采集、传输、存储、处理和综合应用等多个环节，体现农业信息技术的整体内容和全局知识框架，而且多是针对本科生学习阶段开设，旨在引导学生了解农业信息技术全方位知识，却鲜有专门针对研究生教育阶段的专业学习而开设农业信息获取与处理技术方面的深度课程。

2.课程结构设计

新疆农业大学农业信息化教学研究团队专门面向涉农高校的农学、计算机、信息管理和物联网工程等相关专业的研究生开设《农业信息获取与处理技术》课程。一方面，是对目前农业信息技术相关课程进行局部深化和优化，突出物联网和大数据环境下农业数据的来源和分析，聚焦于农业信息技术的两个环节：采集技术和处理技术，体现知识体系的“精、深、透”的原则;另一方面，是突出研究生教学特点和目标，以解决科学问题为导向，加大知识覆盖面，加深知识难度，加强知识新颖性，不断重构和凝练《农业信息获取与处理技术》的知识体系和教学内容，如图1所示。

基于农业信息技术的整体架构，本课程重点突出了农业信息采集与处理这两个关键环节，逐步形成了适用于研究生教学的4类教学资源：（1）理论教学资料，包括教学大纲（11个章节的教学内容、基本要求和重点难点，每一章节对应于图1中某一课程内容）、PPT课件、考试大纲和教学参考资料等;（2）课外阅读文献库;（3）实验教学大纲和实验指导书;（4）核心专题案例库。对应于理论教学中的重点和难点，本课程配套了8个综合性实验：农田现场信息采集与处理、遥感图像预处理、遥感图像分类与判别、基于遥感的农业生态环境监测、农业信息网络检索、基于GIS的农业信息分析、农业信息光谱分析实验和基于统计的农作物模型模拟。

图1 《农业信息获取与处理技术》课程结构

针对研究生培养目标和学科点建设目标，基于长期积累的丰富的科学数据资源和项目案例资源，例如，已获取了覆盖乌鲁木齐地区国产“高分一号”遥感影像，可为农田信息遥感监测实验提供数据;拥有某地区农田传感器数据，可为农田现场数据分析实验提供支撑;掌握了新疆森林资源数据，可为农林资源空间格局分析提供支持，我们充分利用了新疆农业大学拥有的自治区级实验教学示范中心“农业与农村信息技术实验教学示范中心”、校级创新中心“农业信息化技术协同创新中心”、农业信息检索实验室等丰富的教学科研环境，进而有效引导研究生深入掌握天―空―地范围（遥感、GPS和农田现场）内布设的主流传感器获取农业信息的原理、技术与方法，掌握网络环境和科技文献中蕴含的农业信息检索与发现的核心技术与方法，掌握基于光谱分析技术和机器视觉技术的农业信息获取与处理方法，掌握基于射频标识RFID的农产品与动物标识信息采集方法，掌握农业大数据时空分析与处理模型与方法。

3.结论与展望

面向研究生开设的《农业信息获取与处理技术》课程结构设计涵盖了农业信息获取与处理技术的关键内容，蕴含了领域知识前沿、难点问题和研究热点资源，有助于加强研究生的数据思维、计算思维和实践动手能力，培养学生综合应用各学科知识发现问题、分析问题和解决问题的科学研究素养。而且，有效弥补了目前尚无农业信息获取与处理技术研究生教材这一不足。随着深入教学实践和信息技术的最新进展，本课程结构也需进一步优化和深化。

参考文献：

[1]田永超，朱艳，姚霞，等. 《农业信息学》课程建设的实践与思考[J].中国农业教育，2007，04：59-61.

遥感技术与农业应用篇10

【关键词】测绘技术；工程测量；高程控制测量；地理信息系统；遥感技术；全球卫星定位系统

现代测绘技术的核心是卫星导航定位技术、遥感技术和地理信息系统技术（简称3S技术）。其中，卫星导航定位技术和遥感技术是航天技术、卫星技术、传感器技术、现代通信技术、计算机技术等高新技术综合集成的结果，地理信息系统技术是计算机技术、数据库技术、空间分析与模拟（虚拟现实）技术综合集成的结果。因此，现代测绘技术是空间技术和信息技术等现代高新技术的综合集成，也是国家高新技术的重要组织部分。

1 测绘技术概况

随着我国科学技术的不断发展，我国的测绘技术也不断朝着数字化和高科技的方向快速发展着。现代的测绘技术中的“3S”技术就是测绘技术的代表，所谓的“3S”技术是遥感技术――RS、地理信息系统――GIS、全球定位系统――GPS这三种技术名词中的最后一个单词头的统称。

1.1 RS――遥感技术

RS遥感技术是位置、几何形态、相关的物理特性的一种传感手段。地球上的每一个物体都在不停的吸收、发射和反射信息和能量。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。

1.2 GPS――全球卫星定位系统

GPS可以对全球的所有用户全天候的提供高精度的三维速度和三维坐标，以及任何时间和信息。全球定位系统的主要用途有：1）陆地应用，主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控制等；2）航空航天应用，包括飞机导航、航空遥感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。

1.3 GIS――地理信息系统

GIS是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。这是GIS的本质，也是核心。GIS还是一个基于数据库管理系统（DBMS）的分析和管理空间对象的信息系统，以地理空间数据为操作对象是地理信息系统。

2 现代测绘技术的应用

2.1 矿山测量方面

遥感技术在矿山测量中的应用已经历了较长的时间产，并积累了丰富的经验。应用遥感资料，可获取矿区实时、动态、xp0wgr信息资源，对矿区环境进行监测，为矿区环境保护提供决策支持。遥感资料用于找矿、矿区地质条件研究，煤层顶底板研究等方面都已得到应用，所有这些，都说明遥感技术应用于矿山测量是矿山测量实现其现代任务的重要保证。利用GPS技术乾地矿区地表移动监测，水文观测孔高程监测，矿区控制网建立或复测，改造等。

2.2 湿地方面

利用遥感技术对湿地生物资源的分布，生长状况及其变化进行估测。利用遥感技术多层次，多时相的动态监测功能获得及时可靠的数据。通过地理信息系统技术进行相关数据的实时更新，并对这些数据进行空间分析，可得到湿地的动态变化情况。应用遥感和地理信息系统技术，获取湿地生态王朝质量分析评价所需要的数据，借助GPS技术进行水质采样调查，植被样方调查，土壤采样等常规野外调查，根据湿地信息系统的功能，可将其划分为两大类，查询服务型信息系统和决策支持型地信息系统。

2.3 水利工程方面

遥感技术能够实时地对大江，大河和湖水水位进行监测，可实时监测洪水灾害面积。RS和GIS集成能及早预报洪水淹没范围和干旱灾情范围，为防灾，抗灾提供准确信息。在水利枢纽工程竣工后，需对水库大坝，大型桥梁等进行连续的，精密的监测。现代测绘技术提供了连续，实时的安全运行监控手段。利用全数字摄影测量或数字测图技术建立数字地面模型，应用GIS的分析决策功能，可以方便快速地进行水库大坝选址，库容计算，引水渠修建，受益范围等设计工作。为开发利用水资源提供科学依据。目前，大中城市都有由数字测图技术或全数字摄影测量技术建立的城市数字地形图，给排水管线的规划，设计可在数字地形图上进行。

2.4 精准农业方面

精确农业中，利用GPS技术对采集的农田信息进行空间定位，利用RS技术获取农田小区内作物生长环境，生长状况和宽间变异的大量时空变化信息；利用GIS技术建立农田土地管理，自然条件，作物产量的空间分布等的空间数据库，对作物苗情，墒情的发生发展趋势进行分析模拟，为分析农田内自然条件，资源有效利用状况，作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息。GPS、RS、GIS技术及自动化控制技术为支撑宾精确农业将保真现代农业的发展。

3 测绘技术在工程测量应用中的改进建议

3.1 测绘技术的水下数据获取

到目前为止，还没有一种设备或者技术可以实行水下数据的获取的，因此，我们建议要依随着我国科技的进步，大胆创新、勇于探索、努力实践的方式进可能的实现、创造出可直接对水下数据进行获取的测绘技术。

3.2 测绘技术的实时性

目前我国通过TCP-COM是可以实现远距离的RTK作业，并且在服务器可以看到这些数据的流通和传输。但是从内业的电脑直接获取的数据只能后处理，本来实时性的最终目的就是要不断的、有效的增加测绘技术在有线或者无线的网络应用。因此，我们建议在对于测绘技术的实时性，我们应该不断增强内业电脑的实用性、准确性、快捷性、及时性等，只有将内业电脑的性能增强到和其它仪器性能的同步，我们才能更有效的、及时的、准确的从中得到可靠性的数据。

3.3 测绘技术中的地下数据获取

目前，我国的测绘技术对于地下数据的获取都只停留在使用平面控制测量技术进行数据获取，可是平面控制测量技术队与地下数据的获取只能是表面的、不够准确的。因此，我们在使用平面控制测量技术之前，应先用支导线进行导线计算，然后根据被测量物的形态，进行各方面的精度设计，以此来保证被测量物的数据、精度的准确。然后选择有效的、经济的测量设备和测量的方案，并根据被测量物的平面图和被测量物需实施的时间和测量的环境，将这些所有关键点都体现在被测量物的平面图上，最后才能进行有效的、准确的实现地下的数据获取。

4 结束语

测绘技术在工程测量中占了相当重要的地位，测绘技术工作的成败都关系到了工程测量的成败，因此我们要重视测绘技术的工作，勇于探索更新的测绘方法，不断创新。

【参考文献】

[1]李井永，彭影辉.建筑工程测量[M].北京：清华出版社，2005.

[2]徐绍铨，等.GPS全球定位系统及其应用[M].武汉：武汉测绘科技大学出版社，2001，1-40.