當前位置:首頁(yè) > 科技創(chuàng )新

深耕農業(yè)氣象觀(guān)測現代化技術(shù)——
高光譜技術(shù)為農作物“做健康體檢”

發(fā)布時(shí)間:2024年06月25日 來(lái)源:中國氣象報社

地球上不同物質(zhì)都有自己獨特的光譜特征,像人的“指紋”一樣,是用來(lái)識別和分析不同物體的一種重要“身份證”。而高光譜技術(shù)是基于物質(zhì)與光的相互作用原理,通過(guò)獲取目標在不同波長(cháng)下的光譜信息,實(shí)現對物質(zhì)成分、結構和性質(zhì)的詳細分析,識別視覺(jué)上無(wú)法區分的物質(zhì)。

能夠直接探測出作物特征的高光譜技術(shù),可謂農田里的“火眼金睛”。高光譜技術(shù)利用高光譜輻射計或高光譜成像儀來(lái)捕獲地物的高光譜數據,可獲取農田和植被的反射、輻射特性信息,反演葉綠素含量、植物光合作用效率、水分含量、氮含量、土壤質(zhì)地等作物和土壤的基本特征。

“高光譜技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢成為監測田間作物狀態(tài)的革命性工具之一?!敝袊鴼庀缶謿庀筇綔y中心(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“氣象探測中心”)正高級工程師吳東麗介紹,高光譜技術(shù)在農業(yè)領(lǐng)域的應用涵蓋了作物生長(cháng)監測、產(chǎn)量預測、農作物病害診斷、農產(chǎn)品質(zhì)量評估等多方面,為現代農業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支撐。

當前,氣象部門(mén)正針對高光譜技術(shù)開(kāi)展試驗研究。其中,吳東麗創(chuàng )新工作室正深耕這一領(lǐng)域。5月23日,作物高光譜對比試驗研討會(huì )在安徽召開(kāi)。由氣象探測中心組織,中國農業(yè)大學(xué)、中國林業(yè)科學(xué)研究院、安徽農業(yè)大學(xué)等11家高校、科研院所,針對試驗方案的可行性及存在問(wèn)題開(kāi)展研討,推動(dòng)高光譜遙感等先進(jìn)技術(shù)及相關(guān)設備在作物災害監測與評估中的應用。

今年,氣象探測中心選取了合肥農試站、巴彥淖爾農試站、荊州農試站、南昌農試站、臨沂農試站、鄭州農試站、錦州農試站等7個(gè)農試站,開(kāi)展作物災害識別對比試驗。試驗涵蓋水稻、小麥、玉米、棉花等4種主要大宗作物,以及干旱、凍害、低溫冷害、高溫熱害、澇漬等5種主要災害,旨在奠定業(yè)務(wù)化運行基礎,進(jìn)一步研判作物災害高光譜數據的關(guān)鍵指標,同時(shí)為強化提升糧食生產(chǎn)全過(guò)程氣象災害精細化監測評估能力和糧食產(chǎn)量預報能力提供數據支撐,提升農試站試驗觀(guān)測、科研分析能力,進(jìn)一步帶動(dòng)農試站協(xié)調發(fā)展。

“中原糧倉”看河南,省氣象科學(xué)研究所目前正在針對冬小麥、花生冠層高光譜特征開(kāi)展葉面積指數估算,為產(chǎn)量預報及長(cháng)勢監測奠定基礎。

“今年年初,在氣象探測中心的指導下,我們開(kāi)展了冬小麥、夏玉米作物發(fā)育期與高光譜特征對比試驗,同時(shí)針對夏玉米抽雄、乳熟期澇漬,冬小麥返青期和拔節期干旱及冬小麥拔節期凍害等農業(yè)氣象災害進(jìn)行高光譜數據測定,分析高光譜對自然災害的敏感波段?!焙幽鲜庀罂茖W(xué)研究所正高級工程師張志紅說(shuō)。

同時(shí),還在冬小麥關(guān)鍵生育期,采集地面高光譜數據,開(kāi)展高光譜無(wú)人機飛行作業(yè),調查地面生理生態(tài)參數,建立基于高光譜技術(shù)的冬小麥生長(cháng)參數、品質(zhì)監測方法,實(shí)現對冬小麥生長(cháng)參數和品質(zhì)的精準監測,推動(dòng)農業(yè)生產(chǎn)的信息化、智能化和精準化。

高光譜技術(shù)在氣象領(lǐng)域的發(fā)展、應用,將推動(dòng)農業(yè)氣象觀(guān)測由氣象環(huán)境要素分析評估,轉向作物機理監測評估,從更深層面研判作物長(cháng)勢及災害的影響,提高農田農業(yè)氣象精密監測能力,科學(xué)分析作物長(cháng)勢及病蟲(chóng)害等信息,制定農作物種植和管理策略,為作物灌溉、施肥、防治病蟲(chóng)害等提供依據,將氣象服務(wù)深度融入現代農業(yè)生產(chǎn)體系。

“未來(lái),我們還將基于高光譜的監測數據,將農業(yè)氣象服務(wù)由氣象環(huán)境要素分析評估轉向作物機理監測評估,從更深層面研判作物長(cháng)勢及災害的影響,提高農田農業(yè)氣象精密監測能力?!眳菛|麗表示,通過(guò)深耕這一領(lǐng)域,滿(mǎn)足高時(shí)空精度、全鏈條格點(diǎn)化農業(yè)氣象服務(wù)對監測的需求,賦能現代化農業(yè),進(jìn)一步提升農業(yè)氣象觀(guān)測現代化水平和能力,為保障國家糧食安全、全面推進(jìn)鄉村振興提供基礎數據支撐。

(作者:劉倩?責任編輯:張林)

掃一掃分享至朋友圈