遥感技术在农业信息化中的应用

聂 岩，张 珂，张铮豪

（中科光启空间信息技术有限公司，河南郑州 450053）

0 引言

农业就是将土地作为基础资料，借助于植物本身的光合作用以及对水和热等资源的利用来实现的生物生产。因为农业生产有着周期性、季节性、地域性、分散性等的特点，加之集成程度不高、行业特点不强、灾难具有突发性，所以通过常规技术并不能对农业信息做到有效的掌握与控制。而遥感技术则刚好可以弥补传统技术的不足，在农业信息化中发挥出自身的显著优势。

1 关于遥感技术

1.1 遥感技术概念

就字面上来看，遥感就是对遥远信息的感知，这种感知不需要通过任何的接触就可以进行相关信息的获取。而遥感技术则主要借助于飞机、卫星等的这些遥感平台以及其他一些相应的遥感设备来实现目标和环境等电磁波信息的获取与收集，然后借助于计算机等的技术对收集到的信息进行整理、分析与处理，这样就可以实现遥感目标和相关环境信息的快速获得。

1.2 遥感技术特点

首先，遥感技术并不会受到地面环境的较大影响，所以在通过该技术进行信息获取的过程中，通常都很少会被其他的一些因素限制。其次，通过遥感技术，不仅可以对可见波段中的信息进行获取，同时也可以对微波段的信息进行获取，所以获取到的信息量也就会更大[1]。同时，遥感技术也具备瞬间成像特征，因此通过该技术可实现相关信息的快速获取。最后，因为遥感技术属于一种在高空中进行地表电磁波信息接收的技术，所以其数据的收集范围也很大。

1.3 农业领域中的遥感技术应用

因为遥感技术具有信息获取速度快、获取量大、外界干扰小等的诸多优势，所以如果将该技术应用到当今的农业领域中，就可以对农业资源以及农作物具体生长情况等的信息实现快速准确地获取。特别是在对大面积露天农业生产情况的调查过程中，遥感技术更是会发挥出至关重要的应用优势。就目前的农业遥感技术来看，该技术属于一项有着非常强综合性的技术，有着十分广泛的应用领域。

2 遥感技术在农业信息化中的具体应用分析

2.1 在农业资源调查和动态监测中的应用

2.1.1 在耕地资源调查中的应用在对农业耕地资源信息进行调查的过程中，通过遥感技术的合理应用，可实现耕地资源信息的有效获取，以此来为相关的研究与整治提供科学依据。将遥感技术应用到耕地资源调查中的情况有很多，比如，在对2005-2015年陕西省耕地分等的长时间序列评价中，研究人员就应用到了遥感技术，具体评价中，借助于遥感技术所具备的空间分析、土地统计分析以及数理统计分析等的这些方法，在省域、城市以及地理这三个层面上的三个空间尺度内对陕西省的耕地数量及其质量进行了分异规律与时空变化特征的分析[2]。本次分析所获得到的研究成果不仅为陕西省的耕地质量建设以及土地整治提供出了科学依据，同时也为陕西省的耕地质量管理奠定了坚实基础。

2.1.2 在农业面源污染监测中的应用

在进行农业面源污染的监测过程中，通过遥感技术的合理应用，可以让农田中的土壤污染、水体污染等情况得到及时准确地发现，进而为农业污染治理提供科学依据。在农田面源污染的监测过程中，遥感技术的应用案例有许多，比如，在2000-2013年对苏州市吴中区进行NPP动态变化的模拟过程中，就应用到了遥感技术，将CASA模型作为基础，同时借助于监督分类技术来

获得该地区内土地覆被动态变化情况，并将其与当地的具体气候变化相结合，对当地农田生态环境的质量进行了动态变化及其原因的分析。再比如。在对新郑市基本高标准农田的建设区域进行研究的过程中，研究者就通过遥感技术在土壤中采集了154个样本，然后通过室内ASDFieldSpec3型的地物光谱仪进行分析，以此来获得其高光谱数据，然后将这个数据作为自变量进行偏最小二乘模型的构建，用精度检验的方法对各个土壤样本中的重金属进行最佳反演模型筛选，并借助于最佳统计插值法来进行此类农田区域中土壤的重金属插值，以此来实现该区域内土壤重金属含量信息的准确获取[3]。

2.1.3 在农田精准灌溉中的应用

通过大量的应用实践与研究发现，将遥感技术用来进行农田含水量数据的获取，然后借助于其他的技术来进行分析，就可以准确判断出被测农田土壤中的具体含水情况，以此来为农田种植过程中的精准灌溉提供充分参考。比如，在对冬小麦的灌溉进行研究时，可以将六波段形式的多光谱相机搭载到无人机上，使其低空飞行，以此来实现冠层反光谱反射率的获取，并将其和参考点位置的光谱反射率作差，以此来实现差值反射率的获取。接下来通过相同的方法来进行土壤中各个深度含水率以及参考点含水率的差值获取，并分别针对这两种差值进行一元线性模型以及多元线性回归模型的建立与验证。通过这样的方式，就可以实现被测农田土壤含水率数据的大面积获取，进而为农田灌溉的精准规划提供科学的数据支撑。

2.2 在农作物产量估算中的应用

在农业信息化的应用中，遥感技术也可以用来进行农作物产量估算。比如，在吉林省德惠市进行玉米产量的估算中，就应用到了遥感技术，具体估算时，将MODIS用作数据库，借助于比值分析法来确定植被指数和玉米产量的关系，并进行单产预测模型的建立。通过研究发现，将多时相形式的植被指数合理应用到玉米的产量评估中，获得到的评估效果十分良好，其相关数可以达到0.825，均方根误差仅仅在7.61，试验点的评估产量和实际产量之间的误差可以控制在10%以内[4]。再比如，在2016年山东省滨州市进行冬小麦产量估算的过程中，借助于固定翼形式的无人机遥感平台来进行遥感观测和产量估算，具体估算中，主要是在小麦的拔节阶段、抽水灌浆阶段以及成熟阶段进行数据采集，然后借助于最小二乘法进行了不同植被指数和小麦实际测量产量的线型模型建立，此次估算中的线型模型共建立了九种，然后结合冬小麦的实际测量产量对评价模型进行分析，以此来实现模型的合理优化，借助于优化之后的模型，可以实现冬小麦生长情况以及产量的科学评估。

2.3 在农业灾害监测和警报中的应用

将遥感技术应用到农业信息化中，也可以凭借着先进的技术优势来进行农业灾害的监测和警报，通过这样的方式，就可以让农作物的病害、冻害、虫害、洪涝灾害等得到及时的发现与治理，同时也可以在灾害过后对农田的实际损毁程度以及农作物的减产情况等作出科学评估。在农业灾害的监测和警报中，遥感技术的应用实例也有很多，比如，在对宁夏枸杞进行病虫害的网络化监测和警报系统建设过程中，就将遥感技术作为一种关键技术来加以应用。该系统通过智能终端的传感器来实现病虫害方面数据信息的采集，并借助于GPS来完成定位，然后借助于网络将相关的数据传递到服务端，服务端会对这些数据进行整合与分析，以此来及时发现病虫害发生位置、发展情况和未来的发展趋势等。通过这样的方式，让宁夏枸杞种植过程中的病虫害问题得到了有效管理，在保障了其产量的同时也使其质量得到了良好保障。由此可见，将遥感技术应用到农业灾害的监测和报警中，可以让相关灾害得到及时的发现、上报、预防和治理，以此来保障农作物的产量与质量。

3 结束语

综上所述，在当今的社会经济与科学技术发展中，农业种植与管理也开始朝着信息化的方向发展。在农业信息化领域中，遥感技术的应用可以有效提升农业资源调查和动态管理质量，对农作物的产量做出合理估算，并对农业灾害做出及时有效的监测与警报。通过这样的方式，不仅可以让农田的利用率得以显著提升，同时也可以对农田治理加以良好规划，避免农田治理过程中不必要的经济和资源浪费。因此，在具体的农业信息化应用和发展中，技术人员一定要充分注重遥感技术的合理应用，以此来保障农作物产量与质量，促进我国农业的良好发展，这对于我国农产品质量的保障和社会经济的发展都将有着十分深远的意义。