帕提曼·阿布都艾尼 阿依仙木古麗·阿布來(lái)提 努爾帕提曼·買買提熱依木

摘要 介紹了衛(wèi)星遙感技術(shù)的基本原理、技術(shù)系統(tǒng)和重要作用，闡述了衛(wèi)星遙感技術(shù)在洪澇、干旱、冷凍、風(fēng)雹等農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及農(nóng)業(yè)決策等提供了科學(xué)的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞 衛(wèi)星遙感技術(shù)；農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害；監(jiān)測(cè)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：S42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3305（2018）04-048-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.04.019

Abstract The basic principle， technical system and important function of satellite remote sensing technology were introduced， and the applications of satellite remote sensing technology in the monitoring of flood， drought， freezing，hail were described，in order to provide scientific reference for agricultural sustainable development and agricultural decision.

Key words Satellite remote sensing technology； Agricultural meteorological disaster； Monitor； Application

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中受氣象條件影響較大，有利氣象條件適宜農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育，但氣象災(zāi)害卻嚴(yán)重威脅著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，且影響范圍不斷擴(kuò)大。在全球氣候變暖的大背景下，頻發(fā)的干旱、洪澇、低溫凍害、雪災(zāi)、冰雹、霜凍等氣象災(zāi)害不僅降低農(nóng)作物產(chǎn)量，還對(duì)整個(gè)農(nóng)業(yè)鏈發(fā)展不利。增強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)水平，可以第一時(shí)間了解氣象災(zāi)害發(fā)生發(fā)展信息，及時(shí)采取針對(duì)性措施，避免或降低災(zāi)害性天氣對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害。傳統(tǒng)方式在監(jiān)測(cè)、調(diào)查農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害時(shí)耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、效率低、誤差大，且效果不盡人意，自使用遙感技術(shù)以來(lái)，有效地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)的不足，具有經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)態(tài)性和時(shí)效性等優(yōu)勢(shì)。借助衛(wèi)星遙感技術(shù)可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)估農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及農(nóng)業(yè)決策等提供科學(xué)的參考依據(jù)。

1 衛(wèi)星遙感技術(shù)基本原理和技術(shù)系統(tǒng)

1.1 衛(wèi)星遙感技術(shù)基本原理

地面上任何物體都能吸收、投射和反射電磁波，因不同物體物理和化學(xué)特征不同，且入射光波長(zhǎng)也有一定差異，直接導(dǎo)致入射光發(fā)射率不同，這就是物體反射光譜。衛(wèi)星遙感技術(shù)基本原理是遙感儀器接收到目標(biāo)物電磁波信息和物體反射光譜后，對(duì)地面物體識(shí)別和分類。

1.2 遙感技術(shù)系統(tǒng)

1.2.1 信息源 實(shí)際上，信息源就是遙感探測(cè)的目標(biāo)物，一旦目標(biāo)物和電磁波互相作用就會(huì)形成特定目標(biāo)物電磁波，為遙感探測(cè)獲取信息提供依據(jù)。

1.2.2 信息獲取 衛(wèi)星遙感技術(shù)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)就是信息獲取，使用傳感器或遙感平臺(tái)極易獲取到遙感信息。根據(jù)飛行高度不同，可將衛(wèi)星遙感平臺(tái)劃分為航空遙感平臺(tái)、航天遙感平臺(tái)和地面遙感平臺(tái)。在傳感器作用下探測(cè)目標(biāo)物電磁波特性，收集和記錄地面物體電磁波特征。

1.2.3 信息處理 在計(jì)算機(jī)設(shè)備和光學(xué)儀器設(shè)備作用下對(duì)獲取的遙感信息校正、分析、解疑處理，目的是了解或消除原始遙感信息誤差，在歸納、梳理后反映出被探測(cè)目標(biāo)物影響特征，隨后對(duì)所需信息識(shí)別和提取。

1.2.4 信息應(yīng)用 信息應(yīng)用是使用衛(wèi)星遙感技術(shù)的最終目的，結(jié)合專業(yè)需求，將衛(wèi)星遙感信息作為地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)源，方便人們查詢、統(tǒng)計(jì)和分析利用，發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。

2 衛(wèi)星遙感技術(shù)的重要作用

2.1 增強(qiáng)農(nóng)業(yè)災(zāi)害預(yù)報(bào)能力，減少損失

農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)是一項(xiàng)復(fù)雜、全面的系統(tǒng)性工程，涉及不同部門、地區(qū)和學(xué)科的知識(shí)與技術(shù)，包含氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、防災(zāi)抗災(zāi)、減災(zāi)等工作，這些環(huán)節(jié)相輔相成，相互制約，而氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)是開展工作的基礎(chǔ)，因此增強(qiáng)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性水平至關(guān)重要?？茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，利用先進(jìn)的衛(wèi)星遙感技術(shù)可增強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)水平，避免或降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍，保護(hù)生態(tài)環(huán)境

20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)遙感技術(shù)逐漸從單一天氣氣象預(yù)測(cè)擴(kuò)大到干旱、洪澇、冰雹、病蟲害等氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)，同時(shí)在海冰監(jiān)視、地震預(yù)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和水質(zhì)監(jiān)測(cè)等方面得到廣泛應(yīng)用。衛(wèi)星遙感技術(shù)的使用，可以在生態(tài)環(huán)境日益惡劣的情況下及時(shí)探測(cè)環(huán)境問(wèn)題，采取針對(duì)性的措施保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境。

2.3 提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化水平

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要大量勞動(dòng)力。隨著科學(xué)技術(shù)水平的快速發(fā)展和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化顯現(xiàn)。我國(guó)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)朝現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中引入衛(wèi)星遙感技術(shù)，才能豐富我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)內(nèi)涵。

3 衛(wèi)星遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

3.1 洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)

衛(wèi)星遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)洪澇災(zāi)害主要是監(jiān)測(cè)水體面積，在光波技術(shù)作用下可監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)具體情況。現(xiàn)階段主要監(jiān)測(cè)手段是無(wú)人機(jī)，在雷達(dá)遙感技術(shù)作用下可實(shí)時(shí)獲取水體信息，惡劣天氣基本不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。隨著科學(xué)技術(shù)水平的快速發(fā)展，降水監(jiān)測(cè)精度增強(qiáng)，有利于洪澇災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)工作的順利開展。洪澇災(zāi)害評(píng)估包括致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境、承災(zāi)體監(jiān)測(cè)等信息，利用衛(wèi)星遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)可獲取受淹區(qū)域、持續(xù)時(shí)間、承災(zāi)體等。通過(guò)模擬估算受災(zāi)狀況，即使有誤差，也影響不大。

3.2 干旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)

衛(wèi)星遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)干旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)中應(yīng)用廣泛，監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括土壤含水量和植物生長(zhǎng)形態(tài)信息。在微波遙感技術(shù)作用下可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤含水量，且精確度水平較高。使用反演模型，可將真實(shí)值相關(guān)系數(shù)控制到95%左右。微波遙感技術(shù)包含主動(dòng)和被動(dòng)微波遙感技術(shù)，兩者可以互補(bǔ)。通過(guò)分析土壤介電參數(shù)，土壤濕度也會(huì)影響監(jiān)測(cè)內(nèi)容。植物生長(zhǎng)形態(tài)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì)，應(yīng)對(duì)植物生長(zhǎng)形態(tài)監(jiān)測(cè)，通過(guò)反射接收方式了解植物生長(zhǎng)形態(tài)。對(duì)農(nóng)業(yè)干旱情況評(píng)估十分重要，主要以干旱監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，因農(nóng)作物不同生長(zhǎng)階段對(duì)水分需求不同，干旱不一定產(chǎn)生影響和損失。干旱情況監(jiān)測(cè)主要是分析水分短缺對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響，確定旱災(zāi)等級(jí)，在評(píng)估干旱情況時(shí)應(yīng)結(jié)合地域和時(shí)空差異性。使用衛(wèi)星遙感技術(shù)需要連續(xù)監(jiān)測(cè)干旱情況，對(duì)指定對(duì)象相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)不同區(qū)域定期發(fā)布旱情圖，這種方式基本符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，發(fā)布地域信息有較高準(zhǔn)確性。在使用衛(wèi)星遙感技術(shù)開展預(yù)報(bào)工作時(shí)需要計(jì)算數(shù)據(jù)模型完成，并未結(jié)合實(shí)際。

3.3 冷凍害監(jiān)測(cè)

冷凍災(zāi)害會(huì)使植物生長(zhǎng)環(huán)境發(fā)生變化，影響農(nóng)作物正常生長(zhǎng)發(fā)育，一旦溫度下降幅度較大，會(huì)使農(nóng)作物大面積死亡，造成作物產(chǎn)量下降或絕收，帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。在衛(wèi)星遙感技術(shù)作用下可對(duì)作物植被指數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，通過(guò)分析數(shù)據(jù)變化，全面了解農(nóng)作物凍害情況。

3.4 風(fēng)雹災(zāi)害監(jiān)測(cè)

冰雹災(zāi)害出現(xiàn)的過(guò)程中往往伴隨有大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣，對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)極為不利。風(fēng)雹災(zāi)害出現(xiàn)時(shí)間較短，但破壞力卻極大，可以短時(shí)間內(nèi)造成農(nóng)作物倒伏，影響農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)及正常的光合作用，造成農(nóng)作物死亡。當(dāng)前，衛(wèi)星遙感技術(shù)還不能對(duì)風(fēng)雹災(zāi)害進(jìn)行有效的識(shí)別，只能通過(guò)預(yù)報(bào)預(yù)警，增強(qiáng)人們的應(yīng)對(duì)措施。

4 結(jié)語(yǔ)

農(nóng)業(yè)是我國(guó)發(fā)展過(guò)程中重要的組成結(jié)構(gòu)之一，氣象災(zāi)害嚴(yán)重影響我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。通過(guò)遙感技術(shù)可以監(jiān)測(cè)氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)作物的影響，進(jìn)而制定針對(duì)性措施，推動(dòng)農(nóng)業(yè)朝可持續(xù)方向發(fā)展。同傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測(cè)手段相比，衛(wèi)星遙感技術(shù)在時(shí)效性、經(jīng)濟(jì)性和空間性方面的優(yōu)勢(shì)較為明顯，為預(yù)防和降低農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害損失提供了客觀可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的應(yīng)急監(jiān)測(cè)能力，推動(dòng)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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責(zé)任編輯：鄭丹丹