“遙感在農業(yè)中的應用可以通過提供與整個季節(jié)不同規(guī)模的作物狀況相關的信息，幫助農業(yè)實踐的演變面臨不同類型的挑戰(zhàn)。

作者：Cerexio|

(資料圖片)

編譯：唐詩 |

出新推出“產業(yè)洞察”欄目，聚焦各細分領域，解析各行業(yè)發(fā)展前沿等問題。本周推出衛(wèi)星遙感系列，本篇重點介紹衛(wèi)星遙感產業(yè)在采礦業(yè)中的應用，歡迎大家關注、閱讀分享。

多年來，農業(yè)不得不滿足各種需求，因此更需要采用創(chuàng)新的解決方案。在遙感技術方面，自 1950 年代以來，農業(yè)部門很早就使用了它。然而直到最近，衛(wèi)星傳感器技術才出現(xiàn)。

現(xiàn)如今，農業(yè)是衛(wèi)星遙感器的最大消費者之一。通過使用衛(wèi)星遙感器提供的先進衛(wèi)星圖像來監(jiān)測作物的生長。與無人機圖片不同，衛(wèi)星技術可能會出現(xiàn)人眼不可見或無法觸及的問題。這可以作為一種預警機制，通過消除維護作物所涉及的風險和耗時的做法來拯救農作物。

遙感衛(wèi)星能夠快速準確地獲取地面信息，結合地理信息系統(tǒng)(GIS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）等其他現(xiàn)代高新技術，可以實現(xiàn)農情信息收集和分析的定時、定量、定位，客觀性強，不受人為干擾，方便農事決策，使發(fā)展精準農業(yè)成為可能。

使用拍攝的衛(wèi)星照片，專家比較圖像并可以快速注意到變化。那些實施其他工業(yè)4.0技術（例如預測和基于AI的分析）的人可以獲得有關如何避免任何風險的建議和寶貴見解。

將遙感技術注入農業(yè)的整個過程稱為精準農業(yè)。通過這種方式，農民可以采用可行的方法施肥、植物保護、定量灌溉和更多的農業(yè)活動。這也使農業(yè)能夠節(jié)省資源和總體成本。

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使用衛(wèi)星遙感技術如何工作？

雖然現(xiàn)在許多衛(wèi)星和遙感器都在繞地球運行，但每顆衛(wèi)星和遙感器都用于不同的目的，其覆蓋的面積也各不相同。當涉及到大片土地的農業(yè)時，衛(wèi)星遙感器通過一張圖像幫助監(jiān)測它們，無論其面積大小如何。或者可以拍攝作物集中部分的快照。因此，傳感器技術也可以提供土壤濕度圖。

由于軌道速度很慢，衛(wèi)星傳感器可以覆蓋地球的整個圓周。所有這些數(shù)據(jù)都被處理到一個“作物監(jiān)測平臺”中，用戶可以在幾分鐘內評估作物并看到變化。

遙感和農業(yè)是相輔相成的。這項技術與無人機、衛(wèi)星和其他平臺的基本工作原理幾乎相同。能量以光的形式從太陽傳播到地球。光波幾乎像海浪一樣傳播——一個波的峰值到下一個波的峰值之間的距離被稱為波長。太陽發(fā)射的能量被稱為電磁能，是電磁頻譜的一部分。用于農業(yè)應用的波長覆蓋了少量的電磁頻譜。

當這種電磁能量撞擊植物時，根據(jù)能量的波長和植物的類型，它可以被吸收、反射或傳輸。在人眼能夠看到綠色作物的地方，這意味著能量已經反彈。這是因為植物的葉綠素吸收了大部分能量，反射綠色。剩余的能量通過葉子傳遞并浸入地下。

遙感在農業(yè)中的工作原理

通過監(jiān)測反射、吸收和傳輸?shù)哪芰浚瑐鞲衅髯R別“光譜”特征，這有助于確定某些植物物種的獨特特征。該技術可以根據(jù)健康和不健康的植物對這些功能進行分類，警告農民他們的作物有沒有出現(xiàn)問題。

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衛(wèi)星圖像如何幫助解決農業(yè)問題？

雖然衛(wèi)星遙感器只是拍下了一片莊稼的快照，但它不是任何常規(guī)類型的圖片。

使用提供高分辨率圖像的極其先進的相機，農民甚至可以在嚴重的作物問題變得不可逆轉之前檢測到它們。以下是傳感器技術幫助農業(yè)部門的幾種方式：

識別營養(yǎng)缺乏、雜草侵擾、疾病和損害

監(jiān)測作物的顏色是了解植物健康狀況的關鍵方法之一。植物的顏色能夠讓農民評估它接受的葉綠素水平，表明營養(yǎng)吸收的程度。該衛(wèi)星部署了紅外和短波傳感器，這些傳感器描繪了如果光線改變平臺的顏色，葉子內部會損壞。

歸一化差異植被指數(shù)（NDVI）是了解健康和不健康色覺的標準模型。即使在初始階段也能檢測到損害，使農民有時間確保它不會擴散到其他作物上，并試圖糾正任何植物已經遭受的損害。

此外，衛(wèi)星遙感技術可以很容易地探測到任何污染或昆蟲攻擊。在農作物數(shù)量眾多的地區(qū)，農民很容易準確地注意到污染的來源，并迅速阻止它們傳播。

監(jiān)測水況

農民使用衛(wèi)星遙感技術來記錄土壤中鹽分的狀況及其健康狀況。當有大量鹽物質時，該技術將以更明亮的顏色突出顯示該部分。這向農民表明，土壤需要更多的水，需要處理。相比之下，熱傳感器可以檢測缺水的地方。這是通過監(jiān)測熱量來完成的，熱量會變成較淺的色調。

由于人口增長和糧食需求，預計到2050年灌溉土地將翻一番。它將減少水資源供應，導致氣候變化，并導致其他環(huán)境變化。因此，監(jiān)測和評估農業(yè)水資源對于實現(xiàn)可持續(xù)的糧食安全和發(fā)展至關重要。精準農業(yè)遙感成功地提供了水體、灌溉農田、作物和土壤水分狀況以及各種尺度等準確及時的信息。

觀察土壤條件

利用遙感 | 觀測的耕作土壤

對于精準農業(yè)，監(jiān)測土壤至關重要。優(yōu)化作物管理的一些關鍵土壤參數(shù)包括土壤有機質 （SOM）、土壤質地、土壤 pH 值、水分含量等。農業(yè)遙感技術還將提供冠層健康、生長階段、產量、生物量和營養(yǎng)密度。如果要研究作物生長模式的變化，則需要強調作物性能與土壤條件之間的聯(lián)系。

災害管理

衛(wèi)星遙感器的一個眾所周知的優(yōu)點是能夠幫助預測天氣狀況。將這項技術與地面?zhèn)鞲衅飨嘟Y合，對農民來說可能是一筆巨大的財富。這些數(shù)據(jù)相結合，提供了關于損失評估的準確信息。例如，排水框架不良的地區(qū)在季風期間或任何時候降雨過多時都處于危險之中。這反過來又會影響收成和產量。獲得這些信息可以幫助農業(yè)行為者規(guī)劃未來的損害控制，并減少發(fā)生的附帶損害。它還可以預測其他自然災害，為盡可能多地拯救農作物提供時間。

用于精準農業(yè)

在過去幾十年中引入新的耕作技術，幫助農業(yè)跟上人口不斷增長的糧食需求。使用遙感的精準農業(yè)和作物測繪旨在提高作物產量并最大限度地減少對自然環(huán)境的壓力。人工智能或物聯(lián)網等現(xiàn)代技術已被證明在這方面很有用。遙感在農業(yè)中的應用也被用來提高作物的生產力。

監(jiān)測和預測氣候變化

遙感概念和在農業(yè)中的應用在通過量化海洋、陸地和大氣的時間狀態(tài)來理解氣候變化方面取得了許多進展。雖然技術可以檢測天氣和氣候變化，但沒有像這個那么精確。在農業(yè)和農業(yè)方面，天氣起著重要作用，并將決定產量結果。因此，這項技術已被證明是準確預測氣候變化的寶貴工具。

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