文档介绍:遥感技术在农业中的应用
摘要: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。
无人机遥感在农业中的研究进展
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 %。
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。在野外信息监测研究中起着主导作用。
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%。
总结
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