遥感技术在农业信息化中的应用探析

张 伟

（宁夏农业勘查设计院，宁夏银川 750002）

在农作物生长过程中，将遥感技术应用于农业信息化中，可以对相关数据进行分析，及时解决出现的病虫害等问题，并对影响农作物生长的自然灾害进行防范，针对不同情况做好预防工作，有利于提高农作物产量，为人们生活提供物质保障，从而推动社会经济发展。

1 遥感技术概述与特点

1.1 遥感技术概述

遥感属于一种探测技术，涉及物理、空间以及电子计算机等多方面理论知识，应用性较强。遥感技术主要借助相关遥感设备，通过波谱探测不同事物，然后对遥感器收集信息进行记录、传输与分析［1］。遥感技术、地理信息系统技术以及全球定位系统技术这三项技术构成一个完整遥感技术体系。

1.2 遥感技术特点

1）遥感技术受外界因素影响较小，获取信息量相对较多。2）遥感技术可以实现瞬间成像，信息传播速度快。3）遥感技术可以大面积地收集数据信息，能够及时掌握农业动态变化，对相关数据信息进行测量与分析，给相关工作人员带来巨大便利。

2 遥感技术在农业信息化中具体应用

2.1 资源调查

农作物种植与生长过程中，土地资源是重要影响因素，土地性质不同，适合种植的农作物也不相同，因此在种植之前应该对土地资源进行分析。遥感技术可以对土壤的成分或土地是否能够大面积利用进行调查。随着人们生活水平的不断提高，农副产品种类也越来越多。通过遥感技术可以对相关土壤资源进行详细调查，掌握各土地使用现状，从而对后期农作物种植与生产做详细规划。在农作物生长过程中，利用遥感技术还可以观察农作物生长情况，监测生长过程中即将发生的问题，对于一些问题可以做到防患于未然。

2.2 农作物估产

1）遥感技术可以精确估测农作物种植面积，区分农作物种植种类。常用的方法是遥感监督分类法，在了解种植情况以及种植位置时，通过分层监督分类，提取农作物种植面积。2）遥感技术可以监测农作物生长动态情况，根据监测到农作物生长情况，采取相应措施提高农作物产量与质量。其中，直接监测法、同期对比法以及作物生长过程监测法等是监测作物生长动态情况方法，直接监测法是根据不同波段中形成的植被指数有效估测能够反应作物生长情况的因子，如农作物的产量、生物量或者叶面积指数等都能够反映出相应指数；同期对比法是利用当年的归一化植被指数值与上一年归一化植被指数值相比，统计与分析生长差异情况，得知该区域当年农作物生长情况。

2.3 农业灾害预报监测

遥感技术在农业灾害预报检测中也发挥重要作用，如农作物生长过程中发生的病虫害问题、洪涝灾害、干旱问题等相关方面都可以进行监测，同时可以评估农作物在受到损害之后生长情况和产量等［2］。根据相关调查显示，我国每年受到自然灾害影响会导致农作物减产，从而影响整体经济效益。1）旱涝灾害对农作物生长产生极大危害。作物缺水指数法、热惯量法是在干旱监测中经常使用的两种方法。其中，作物缺水指数法是通过作物冠层与冠层上空大气二者温差度分析作物根部土壤水分含量，这种方法在作物种植面积较大的地区比较适用。土壤的热惯量是土壤自身的一种热特性，它是引发土壤表层的温度不断变化的内在因素之一，与土壤的含水量也有着直接的关系。2）冷冻灾害也是我国北方地区常见的自然灾害之一，主要发生在深冬与早春时节，地面温度监测与植被指数监测主要用于作物冷冻遥感监测。地面温度监测的精确度必须小于1 ℃，否则农作物温差会使得农作物生长情况有所不同；植被指数是根据植被光谱特性，将可见光和近红外波段进行组合而形成的指数，监测植被指数可以了解地表的植被情况。病虫害是农作物种植中经常遇到的一种灾害，严重的病虫害会给农业生产带来巨大损害，病虫害的发生会导致农作物叶片细胞结构、水分、氮素含量以及外部形状等相关因素发生变化，因此农作物反射光谱也会发生变化［3］。遥感技术的使用，根据预测虫量光谱指数，通过决策树方法经过2～3 个月的影响预测观察，可以达到很高的精度。

2.4 精准农业与遥感

精准农业技术是根据田间差异性与作物产量时间与空间的不同，在合适的地点、时间，灌溉适量的水、肥料、农药等，用最小的成本获取最高的效益，并降低环境污染程度。1）对农田现状进行精准制图，主要包括农田基础设施以及地块分布制图两个方面，从而为后续作业提供基础服务。其中，农业基础设施主要针对农田道路以及水利设施，可以在最大程度上快速调查农田基础设施；地块分布制图则可以将农田内部不同类型的信息都集中在一起，然后再合并在图中，可以更好地提升农田种植的效率。2）农田精准化施肥，遥感技术可以通过对作物中的氮素含量以及生长过程进行监测，根据相关数据进行相应的分析与决策，可以精确分析出农作物肥料的含量，在此基础上进行施肥，有利于作物生长。2）农田精准化灌溉，农作物的种类不同，含水量也不同，要想农作物吸取适量水分，就要分析土壤含水量、农田蒸发量，从而进行精确灌溉。

3 遥感技术在农业信息化中应用展望

3.1 新一代农业无人机技术应用

无人机技术即无人驾驶，是完全依靠动力驱使且可以重复使用的一种新型遥感技术，非常方便灵活，实用性非常高，因此在农业信息化中得到广泛应用。农业卫星遥感技术还存在相应不足，会受到多方面因素影响，如天气因素影响、轨道周期影响等，从而导致遥感数据质量不高；无人机遥感就可以在一定程度上解决该问题，通过与卫星遥感进行大范围互相配合，组建一个多角度的农业信息监测网，可以将最小精确尺度与动态连续监测这两种优势应用在农田各种信息监测与分析中，尤其是对农业灾后进行快速评估有着相当大的优势。

3.2 农田地面传感网与遥感技术相结合

随着传感器观测技术的不断发展与完善，卫星遥感中模型同化、精度验证等相关工作可以获取真实有效信息。随着农业快速发展，农业中的各项传感器也不断涌现，在一定程度上能够提高农田信息地面采集的方便快捷性，并且采集数据具有时效性，精确度也达到一定程度，有利于工作人员快速分析各项信息数据，提高工作质量与效率。各种地面传感网与农业遥感进行相结合，可以有效提高农业监测准确度，有利于农业信息给各项工作提供实时服务［4］。但目前在这方面还存在一定问题，在观测模式与处理方法等方面，卫星、航空与地面等传感系统有所不同，再加上农业相关资源在时间与空间上存在差异，因此要想完全实现遥感技术与地面传感网进行充分融合，从而帮助监测，还存在一定难度，需要这方面的专家人士进一步研究。

3.3 农业专业模型与遥感技术耦合

遥感技术能够大范围、多角度地收集观测信息数据，但仍存在一些缺陷，如作物遥感监测是无法对作物高度、叶面积以及生物量等关键因素在生长过程中是难以进行连续性观测的。因此，在遥感观测时间分布率上存在一定缺陷，只能通过农业专业模型、作物生长模型等与遥感数据进行耦合，从而减少这方面问题出现［5］。农业遥感技术发展应提高农业专业模型适用性，以小型试验为样本；应将卫星地多源数据优势发挥出来，通过地面传感网，提高信息采集周期性；应注重遥感数据产品标准化与业务化的提升，从而有利于相关工作人员将各项数据引入到各项专业模型中，更好地做好农业相关工作。

4 结语

随着科学信息技术的进步与发展，高技术的分辨率传感器不断涌现，在农业遥感技术的监测对象与精度方面得到突破。而我国农业正处于转型时期，由传统农业向现代化农业方向发展，因此必须注重遥感技术的应用，及时抓住发展机会，明确发展方向，挖掘遥感技术在农业信息化应用中的潜力，进一步完善目前存在问题，正确认识我国遥感技术与发达国家还存在一定距离。因此，应大力发展遥感新技术，拓展遥感技术在农业领域中的应用，学会借鉴最新成果，然后结合我国农业发展情况，应用新技术监测农作物生长动态情况，根据相关信息数据有效预防各种农业灾害，提高农业产量与农作物质量，从而减少经济损失，提高农业经济收入，促进农业发展。