遥感技术在精准农业中的应用篇1
关键词：遥感技术；农业；应用进展
引言
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、几何校正等一系列的预处理，然后通过相应的遥感处理软件进行进一步精处理，对结果进行处理，最终通过专业技术人员的经验进行解译，直接对解译结果进行处理，生成具有处理特征的遥感影像［1］。目前，遥感可分为高光谱遥感和多光谱遥感。高光谱遥感不仅可以探测到被遮盖的地物，而且可以准确地估计植物生态系统的物理和化学参数的变化，包括土壤水分、土壤特性、植被干物质、土壤生物化学参数、土地利用动态监测变化等。多光谱遥感是利用具有2个及2个以上光谱通道，采用多种传感器对地物进行同步成像的一种遥感技术；将地物反射的电磁波信息划分为若干个光谱波段，用于接收和记录地物信息［2，3］。当前遥感技术的发展使得遥感应用领域逐渐扩大，有林业遥感、资源遥感、遥感地质、气象遥感、灾害遥感、军事遥感、农业遥感等，尤其在农业遥感领域得到了广泛的应用，从早期的农业墒情监测和农作物面积变化监测，再到农业资源利用监测，以及利用无人机对区域水资源和农业干旱的监测与评价等。
1遥感在农业领域的应用
遥感可以获得大量的信息，多平台和多分辨率，快速、覆盖范围广等，是遥感数据的一个重要的优势。农业遥感技术是遥感技术和农业科学技术相结合形成的，是可以及时掌握农业资源、作物生长以及农业灾害信息等的最佳方式，在调查和评估，以及农业生产的监测和管理中具有独特的作用［4，5］。现代农业遥感发展的新兴技术，可以实时监测湖泊和水库水面的高度以及评价区域水资源和农业干旱，包括作物品种质量监控和鉴定［6－9］。
2农业遥感技术在我国的起步与发展
农业遥感的发展是遥感技术的重要应用领域，中国自20世纪70年代末以来，就已经进行了农业遥感的初步应用。原北京农业大学（中国农业大学的前身）根据国家土壤调查的要求，在中国国家计划委员会的支持下，由中国科教委和农业农村部组织聘请外国专家培训了专门的遥感应用人才队伍，在1983年5月成立了中国国家农业遥感培训中心。此后，我国将遥感技术广泛应用于农作物产量估算、农业气象、土地资源调查与监测和生态环境变化等领域。目前，遥感技术的应用进入了大量的实际应用化的阶段。我国大力开展国际合作与研究，积极探索遥感领域的前沿技术，使得中国成为世界上遥感领域技术先进的国家之一［10，11］。进入20世纪90年代中后期，出现了大量比较成熟的农业遥感软件，包括农业资源调查与监测的软件，由中国科学院农业遥感实验室组织开发的遥感处理软件———土地利用调查与数据处理系统软件；中国农业科学院草原研究所开发的北方草原产量动态监测系统软件等，新的遥感处理软件大大提高了人们的工作效率。近年来，各部门逐渐建立了地方的遥感中心，为国民经济建设提供了大量支持。随着遥感技术的逐渐成熟、数据来源的大量增加，以及计算机软硬件性能的快速提高，使得遥感应用逐渐普及［12］。
3遥感在当前农业应用中的进展
当今农业发展的趋势是精准农业，具有高质量、安全、低耗、高效的特点，精准农业的大量信息采集，如农作物长势监测、作物害虫监测、作物产量预测，土壤水分预报等农业精准信息，为精准农业的农业信息管理提供了依据。虽然国内的遥感在农业方面做了一些工作，但仍处于起步阶段［13－16］。农业遥感在未来应加强应用的深度和广度研究。通过3S技术的结合，在农业生产管理、农业资源、农业工程监理和其它现代农业建设领域，为农业部门的科学决策提供了详实的支持数据。高光谱遥感技术和无人机技术已经成为农业遥感新的研究热点［14］。
3．1高光谱遥感在农业遥感中的应用
由于高光谱遥感不会对农作物造成损害，因而被广泛应用于监测农作物的叶片面积。这弥补了传统遥感技术获取农作物叶面积指数时间过长的缺点，从而获得最准确、损害最小的遥感监测数据。通过高光谱的观测和分析，可以得到更为精确的农作物叶面积指数，形成不同的遥感反演模型。如，使用地物光谱仪测量冬小麦在特定波段范围内的反射率和透射率，使用冠层分析仪对冬小麦进行分析，形成光谱曲线；经过观测，形成遥感反演模型，并将模型估计值与实际观测值进行对比，结果显示，明显提高了遥感反演模型的整体精度。现阶段，我国农业现代化发展的主要方向和目标是精细农业，在农业监测中高光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。精细农业可以通过科学、系统的管理方法对农业资源利用进行合理规划，在不污染环境的前提下，通过遥感技术提高农产品产量和质量。考虑到精细农业对数据和信息的需求，传统的分析方法已不能满足现代农业发展的需要。因此，3S技术的综合被应用到农业监测中。高光谱遥感在精准农业的发展中得到了广泛的应用。利用高光谱技术获得更完整和更准确的农作物参数，为农作物的种植与管理提供了有利的保障［18－20］。高光谱遥感技术除了上述内容，在全面的农作物质量监测，通过获取农作物在不同生长时期的数据特征进行全面的预测以及最后的生产，目前主要集中在不同农作物的种植面积和产量以及质量监测过程中的数据访问与存储。虽然高光谱技术已经全面、准确应用于农业中，但还需要进一步的研究。如何将高光谱遥感技术应用于作物机理和农业信息的监测以及完善农业光谱信息数据库，为进一步提高农业信息监测模型的适用性和准确性提供支持［22－26］。
3．2无人机遥感在农业中的研究进展
3．2．1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85．61％［19］。
3．2．2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［21］。在野外信息监测研究中起着主导作用。
3．2．3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％［27－29］。
3．2．4病虫害监测通过热红外波段的实时监测，可以有效反映作物病虫害分布的动态变化情况。作物在健康的条件下，蒸腾作用是通过气孔的开闭来调节的，以保持农作物温度的恒定。当发生病害后，叶面会发生病理变化。病原菌植物对植物蒸腾作用的影响比较明显，会造成侵染部分温度的升降。一般情况下，植物易感会导致气孔开度失调，使致病区域的蒸腾作用高于健康区的蒸腾作用；旺盛的蒸腾作用会导致致病区域温度的下降，致病区域的叶片温差明显高于正常叶片的温差，直到坏死部位的细胞完全死亡，叶片会变得枯黄，叶片的蒸腾作用完全丧失。通过健康植株温差始终低于叶片表面的温度的原理［30－33］，可以实时监测作物病虫害的变化趋势。
4总结
4．1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。并且，东北的三江平原，南方的太湖平原也相继建立了遥感监测系统，取得了良好的应用效果。
4．2遥感在农业发展中的前景
中国国家科教委将“RS、GiS和GpS综合应用研究”列为国家科技攻关重点项目。到目前为止，遥感信息技术已连续7个“五年规划”被列为国家重点项目，体现了国家对遥感的重视。可以预见，遥感可以有效地应用于农业发展中，使其走上产业化发展的道路［35］。
5结语
随着国家空间基础设施建设的持续推进以及“高分辨率对地观测系统”的深入实施，中国将拥有更多的国产资源调查监测卫星。物联网与大数据、人工智能等技术的发展以及现代农业发展的需要，将使得我国农业遥感技术的研究和应用进一步发展。
5．1农业遥感的应用范围和应用领域的拓宽
物联网加大数据与遥感观测、导航与定位，结合其它学科领域，可以促进农业遥感自身的发展，跨学科的应用也将扩大农业遥感的应用领域。需要进一步建立“空、天、地”三位一体的农业综合管理系统，深入发展遥感观测精度的智能农业、农作物育种表型、农业保险的监测和评价、绿色农业发展、农业政策的效果评价等方面。
遥感技术在精准农业中的应用篇2
【关键词】遥感技术；精确施肥；管理；应用
中图分类号：p237文献标识码：a文章编号：
前言
文章对精确施肥的概念、理论体系和必要性进行了详细分析，对遥感在精确施肥管理中的应用进行了阐述，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对遥感技术在精确施肥管理中的发展趋势进行了探讨。
二、精确施肥的概念
精确施肥的前身是定位养分管理(sitespecificnutrientmanagement,SSnm)。所谓定位,就是强调田间不同地点之间的差异性,克服肥料使用的不合理性。最早SSnm指的是按土区别氮肥管理系统(Soil-specificnitrogenmanagement),只是针对不同的土壤条件实行区别管理,随着农业科学技术进步,逐渐向系统工程研究方面发展,不仅针对土壤,还包括作物、水文、微气候等条件的时空变化,在作业管理中实行"按需投入"的原则,变均匀投入为变量投入,优化作业操作。
精确施肥的理论技术体系
精确施肥的理论技术体系主要包括以下4个方面:
1.土壤数据和作物营养实时数据的采集。这是精确施肥实施的关键,是确定基肥、追肥施用量的基础。与传统的数据收集方法相比,遥感技术的发展,为土壤数据和作物营养实时数据的采集提供了一个非破坏性、快捷实用的新途径,不仅节约了大量的人力和物力,也节约了大量财力。
2.差分全球定位系统(DGpS)。全球定位系统为精确施肥提供了基本条件。无论是田间作物和土壤信息的实时采集,还是肥料的精确施放,都以农田空间定位为基础。
3.决策分析系统。决策分析系统是精确施肥的核心,直接影响精确施肥的技术实践成果。决策分析系统包括地理信息系统(GiS)和模型专家系统二部分。GiS用于描述农田空间属性的差异性;作物生长模型和作物营养专家系统用于描述作物的生长过程及养分需求,并根据不同的施肥策略判断施肥量的多少。
4.控制施肥。控制施肥是精确施肥的最终实现,需要通过一定的工程装备技术来实现。根据施肥策略的不同而有两种形式,一是处方信息控制施肥,根据决策分析后的电子地图提供的处方施肥信息,对田块中肥料的撒施量进行定位调控。二是实时控制施肥,根据监测土壤的实时传感器信息,或根据实时监测的作物光谱信息或叶片SpaD值分析调节施肥量。
四、精确施肥的必要性
“土壤-作物-养分”间的关系十分复杂。虽然我们已确定了作物生长中必不可少的大量元素和微量元素,但作物需求养分的程度因植物的种类不同而有差别。即使是同一种作物,不同的生长期对各种养分的需求程度差别也很大。苗期是作物的“营养临界期”,虽然在养分数量方面要求不多,但是要求养分必须齐全和速效,而且数量足够。很多作物在营养“最大效率期”对某种养分需求数量最多,营养效果最好。同一作物不同养分的“最大效率期”不同,不同作物同一养分的“最大效率期”也不同。不同养分具有“养分不可替代性”,即作物的产量主要受最少养分含量那个养分所限制,而这个最少的养分不能被其他养分所代替。为消除“最小养分率”的限制,大量地使用化肥,而这又造成一系列的环境问题。所以为取得良好的经济效益和环境效益,适应不同地区、不同作物、不同土壤和不同作物生长环境的需要,变量处方施肥是未来施肥的重要发展方向。
五、遥感在精确施肥管理中的应用
1.估算农作物播种面积政府和社会公众历来高度重视
农作物播种面积的变化情况，它是国家制定粮食政策等经济政策的重要依据，及时、准确获取农作物种植面积对政府制定粮食政策、农业生产及农村发展政策具有重要的意义。遥感技术因其获得的信息客观准确、覆盖面积大以及省时、省力、费用低等优点，被广泛运用到农作物播种面积的估算上。利用遥感技术，能调查农作物覆盖面积，调查结束后得出准确的数据和分布图件，通过对这些数据的处理，可以估算出农作物的播种面积。
监测作物长势
作物长势是作物生长发育状况评价的综合参数，长势监测是对作物苗情、生长状况与变化的宏观监测。利用遥感技术对作物生产的每个阶段进行监测，获得时间序列图片、图像，对这些图片、图像进行处理得到有用信息，能直观显示出作物生长发育的节律特征和时空变异性的信息。生产者可以通过利用这些信息，了解不同生长阶段中作物的长势，采取相应的措施进行田间管理。
3.估算作物产量作物产量是重要的经济情报，因此每个国家都很重视作物产量的估算，并依托本国的技术水平和综合国力，以其最快的速度在作物收获的前后估算作物的产量。最初用于估产的遥感技术是农学估产，在随后的发展过程中出现气象学估产和统计估产的模式。20世纪70年代之后，欧美发达国家率先将遥感技术应用到作物产量估计这个领域上来，大大提高了作物估产的精确度。
4.作物生态环境监测
作物生长需要从空气、水和土壤中获取营养元素，不同作物在不同时期对光、温、水、气、土、肥的要求各不相同，这就要求生产者密切关注作物生长发育的生态环境。遥感技术能实时监测土壤侵蚀面积、土地盐碱化程度及其变化趋势，也可以对土壤水分养分和水体环境及水体污染等作物生态环境进行动态监测，生产者能根据气象卫星所提供的资料和该作物在某一些地区的生长特点采取相关措施，提高作物的产量和质量。
六、遥感技术在精确施肥管理中的发展趋势
1.资源的时间、空间异质分布及定量化。众多研究结果表明,田间作物的长势、土壤特性(肥力、水分含量、有机质含量、质地)等存在着较大的时空变异,因此如何了解这些时空差异的分布并量化这些差异,是精确施肥体系的基础。这就要求充分发挥遥感的优点,结合其它先进的技术(如GpS、GiS等),快速准确地探测出田间信息的时空变异。
2.数据分析处理和解译技术等。如何对遥感获取的大量田间信息进行分析处理,从而提取出最终有用的东西,是遥感技术成功地应用于精确施肥的关键。特别是卫星、航空遥感图像的解译、大气校准等方法,有待于进一步提高完善。
3.能直接检测农作物和土壤状况的遥感技术。尽管目前这方面的研究已经不少,但是由于所用遥感数据来源的不统一以及作物生长的时空差异等一系列原因,造成研究结果不尽一致,甚至有相悖的结果产生。因此,要切实加强环境胁迫作用下的遥感机理和遥感标志研究,遥感与GiS的集成对作物胁迫作用的诊断理论以及作物生长环境和收获产量实际分布的空间差异性机理和环境胁迫作用与产量形成的遥感定量关系等方面的研究,从而建立一整套可用于不同遥感数据来源、不同作物、不同环境条件下的农作物和土壤遥感诊断技术。
4.开发可获取田间(农作物和土壤)实时信息的传感设备。实时、便捷、可靠的作物和土壤营养传感器是进行科学的作物肥料管理所必需的,也是精确施肥的关键设备之一。南京土壤所等在这方面已经做了一些研究工作,已研制出了可根据土壤湿度调节控制灌溉的开关式土壤水分传感器。
5.关于遥感技术探测氮缺乏的研究已经比较成熟,但要真正用于指导实践,还需一个成熟可靠的氮肥决策算法及相应的施肥管理系统。尽管目前已经有了一些基于遥感技术的氮肥用量算法,但这些算法具有一定的地区性,在其他地区的表现还有待于进一步验证和完善。因此,通用的氮肥决策算法的研究将是近几年精确施肥研究的热点和重点。
七、结束语
遥感技术对精确农业的发展起着决定性的作用。甚至可以说，没有遥感技术，就没有精确农业。随着科技的发展，遥感技术在精确施肥管理中的应用将进一步深化，创造更好的经济效益，让我们拭目以待吧。
参考文献：
[1]杨敏华,胡慧萍.试谈遥感发展与农业信息获取应用技术[J].遥感信息,2010,(4):44~46.
遥感技术在精准农业中的应用篇3
关键词：3S技术；农田基础；地图绘制；集成应用
为了增强测绘精度，在某精细化研究工作和农业示范基地中，耕作面积达到hm2，共有23块试验性农田，实行的是冬小麦/大豆，或者冬小麦/夏玉米轮种的制度，从1998年以来，该地已经记录了丰富的作物产量、土壤数据以及作物遥感数据。为了进一步满足数据处理与分析的需要，需要更大的电子版、高精度、比例尺示范作为参照图系。3S技术作为地理信息系统（GiS）、全球定位系统（GpS）、遥感技术（RS）的统称，3S技术是得到农田地图最常用的方法。和传统的测绘方式相比，这种方式具有更新速度快、成图时间短、精度高等特征。在3S技术农田基础测绘中，通过将已有图纸数字化，在赋予其相关属性的同时，将其转化成GiS电子地图；在几何校正完毕后，通过正射遥感图进行坐标配置，并将其作为底图显示在GiS中，进而得到农田电子地图。为了进一步保障图层精度，必须让遥感图像的分辨率达到1米，地物属性再通过遥感图像得到。
一、3S技术试验设备以及GpS测绘
从实际情况来看，普通的农田一般不具备高精度、大比例尺图纸，所以利用图纸数字化的方式得到农田地图不太适用。遥感图像的问题在于，除了屏幕数字和制图编辑外，农田地物信息必须配合对应的抽查结果得到，具有很大的工作量，对于和示范区域类似的小型GpS测绘，属于速度较快、成本较低的方案。
（一）3S技术试验设备
在农田基础测绘中，GpS通常采用差分的方式进行工作。基站使用一台具有基站设置的trimbleagGpS132GpS接收机，对电台发射、接收进行信号改正；移动电台通过trimbleagGpS132GpS进行接收；通过东芝330Dt和RS232进行相连。在GpS数据定位中，通常使用微软公司的超级终端工具进行记录，通常每隔1秒就记录一次，再以文本的形式进行保存。通常差分半径的改正信号为半径覆盖10千米左右，在覆盖住整个示范领域的同时，让GpS定位系统拥有亚米级的精度。在田间作业中，通过记录示范区房屋、农田边界、水井等物体的位置数据、作物类型、土地归属，再将这些数据输入农业研究体系研发的软件中，进而生成电子地图。
FarmGiS作为一项系统的地理信息，该系统能充分利用VisualBaic6.0进行语言开发，也可以在windows操作系统或者98上运行，最后再利用Shapefile文件进行数据存储。另外，该系统还集成了mapobjects2.0功能组件，帮助空间数据访问、显示、编辑等操作，FarmGiS为其提供电子地图、FpS数据图、插值空间、查询条件以及同级分析等功能。
（二）GpS测绘以及数据处理
在农田地基地图测绘中，虽然agGpS132GpS能达到亚米级的定位精度，但是由于风、云层、建筑、树木等因素影响，定位数据会产生误差很大的数据点。在单点定位中，为了避免随机误差对测试结果造成的影响，本文采用的是重复定位求平均值的方法进行，也就是在待测点的位置中，重复采集数据，再将平均值作为位置的测量值。
为了验证该方法的有效性，本文对已知点的30、120、600、2300次进行采集，再分别对数据进行平均求值，得到如表一中的结果。从表中可以看出，随着参与计算的数据增加，测量误差逐渐减小。从测量结果来看，当数据从30增长到120时，误差就从1.21降低到0.62，虽然时间增加了1.5小时，但是精度直接提高了48.8%。当数据从120上升到600时，误差就从0.62降低到0.36，精度提高了41.9%。根据这一特征，在单点测量中，不应该进行数据重复采集，只要达到测量精度就可以。在农田测绘工作中，单点定位一般采用120个定位数据，额测量误差一般在0.5米左右，就可以达到农业应用需求。
表一单点定位测绘结果
二、3S技术坐标转换以及地图更新
（一）3S技术坐标转换
在agGpS132GpS接收机wGS1984坐标定位中，通常用高程或者经纬度的方式表示，虽然它可以精确的指明表面位置，但是对大地坐标系统却带来了很大的计算难度。所以在使用中一般使用投影的方法，将三维球面转换成二维平面坐标。
从图一中可以看出，FarmGiS提供了两种坐标转换方法，通过wGS1984Utm-20n将其wGS1984转换成wGS1984直角坐标系统。
（二）在RS图像基础上的更新
由于很多示范区仍然在建设中，所以电子地图需要根据实际情况进行更新。为了尽量降低物力、人力对地图测绘成本造成过大的影响，在保障地图更新的同时，根据遥感图像技术，让其作为参考底图的方法进行处理。在这过程中，用户也可以直接根据农田边界进行判定，再由针对性的对GpS测绘、地物变化进行地图更新。另外，农田用户也可以根据分辨率很强的遥感进行更新，再对其进行编辑。
1、图像校正
在该文的农田基础地图绘制中，遥感图像采用的是彩色航片，分辨率一般在0.2米。在这过程中，由于几何变形，所以在使用前必须进行对应的几何校正，再得到正射遥感测绘图像，通常FarmGiS中的遥感图像，采用二次多项式实现。
2、RS图像坐标配置
在RS图像校正前，地理信息和遥感图像中的坐标必须匹配。在遥感图像匹配中，由多种方法构成，当元坐标的地理信息校正后，再利用遥感图像，将地理信息配置准确。对于地理参考标系、参考或者地理信息系统坐标比一致的坐标，在配准后就可以得到参数文件以及对准方法。在遥感图像地理信息显示中，通过文件参数，遥感参数可以直接通过坐标系统进行定义、显示。FarmGiS的参数配置方法，使用的文件主要包括六中参数，然后再依次进行计算。
图二的标准配置和几何校正遥感图像，通过农田基础的FarmGiS叠加显示，经常用于农田更新过程。从该图可以明显的看出，示范区西南区域边界变化情况，以及东北方向的排水渠变化状况。
通过上述农田变化，最后让整个农田基础地图测绘和更新拥有目的性和针对性。
结束语：
基于3S技术的农田基础测绘作为当代农田测绘集成应用的重要内容，它可以全天候作业，具有操作方便、速率高等特征。通过RS图形可以得到农田基础变化信息，从而确定地块变化区域，降低地图更新成本，不断缩短更新时间。因此，在实际工作中，我们必须充分利用GiS空间数据以及属性，在完成空间数据地图编辑、生成、显示的同时，对空间属性和数据进行正确的处理分析，进而为农业研究提供更多可靠的信息。
参考文献：
[1]邝继双，汪懋华.3S技术在农田基础地图测绘与更新中的集成应用[J].农业工程学报，2003，19（3）：220-223.
[2]梅，陈霞，常顺利等.塔里木河下游尉犁县景观格局变化分析[C].//第六届全国地图学与GiS学术研讨会论文集.2008：518-523.
遥感技术在精准农业中的应用篇4
关键词：测绘技术：gps：rs；gis
随着现代测绘技术的出现，无论在学科理论，或在技术体系，以及应用范围上都取得了重大的发展，甚至可以说是重大的变革，从而也将彻底地改变传统测绘的生产方式。现代测绘产业以“3s”技术为特征，现代测绘技术已经成为人类研究地球及自然环境，解释某些自然现象，解决人类社会可持续发展等重大问题的重要工具。
一、现代测绘技术的发展概况
(一)gps的发展
全球定位系统(gps)是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成的利用导航卫星进行测时和测距，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。1996年2月，美国总统令宣布gps为军民两用系统，标准定位服务对民用开放，2000年5月，美国总统令sa关闭，价格不贵的民用gps接收机能将其水平定位精度从不低于100m提高到15～20m，民用gps的具备了真正的实用价值。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，gps的应用领域正在不断地开拓，目前，各种类型的gps接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测。gps已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。gps和glonass兼容的全球导航定位系统接收机已经问世。gps作为一项引起传统测绘观念重大变革的技术，已经成为大地测量的主要技术手段，也是最具潜力的全能型技术。gps定位技术与常规地面测量定位相比，除具有对测站选择更灵活、更适应不利条件、全天候连续作业外。还具有比任何地面常规技术供数量更多、精度更高的数据信息。
(二)遥感技术的发展
遥感包括卫星遥感和航空遥感，航空遥感作为地形图测绘的重要手段已在实践中得到了广泛的应用，卫星遥感用于测图也正在研究之中并取得一些意义重大的成果，基于遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已获得了较多的应用。自20世纪初菜特兄弟发明人类历史上第一架飞机起，航空遥感就开始了它在军事上的应用，从1972年第一颗地球资源卫星发射升空以来，美国、法国、俄罗斯、欧空局、日本、印度、
(一)矿山测量方面
遥感技术在矿山测量中的应用已经历了较长的时间，并积累了丰富的经验。应用遥感资料，可获取矿区实时、动态、综合的信息源，对矿区环境进行监测，为矿区环境保护提供决策支持。遥感资料用于找矿、矿区地质条件研究、煤层顶底板研究等方面都已得到应用，所有这些，都说明遥感技术应用于矿山测量是矿山测量实现其现代任务的重要保证。利用gps技术进行矿区地表移动监测、水文观测孔高程监测、矿区控制网建立或复测、改造等。其应用于矿山测量工作的地面部分已成为现代矿山测量的一项重要支撑技术。以矿区资源环境信息系统为平台，以各种测量技术为数据获取的途径，可以建立集数据采集、处理、管理、分析、输出于一体的自动化、智能化的技术系统，作为矿山可持续发展的决策支持系统。
(二)湿地方面
利用遥感技术对湿地生物资源的分布、生长状况及其变化进行估测。利用遥感技术多层次、多时相的动态监测功能获得及时可靠的数据，通过地理信息系统技术进行相关数据的实时更新，并对这些数据进行空间分析，可得到湿地的动态变化情况。应用遥感和地理信息系统技术，获取湿地生态环境质量分析评价所需要的数据，借助gps技术进行水质采样调查、植被样方调查、土壤采样等常规野外调查。根据湿地信息系统的功能，可将其划分为两大类：查询服务型信息系统和决策支持型地信息系统。
(三)水利工程方面
遥感技术能够实时地对大江、大河和湖水水位进行监测，可实时监测洪水灾害面积。rs和gis集成能及早预报洪水淹没范围和干旱灾情范围，为防灾、抗灾提供准确信息。在水利枢纽工程竣工后，需对水库大坝、大型桥梁等进行连续的、精密的监测。现代测绘技术提供了连续、实时的安全运行监控手段。利用全数字摄影测量或数字测图技术建立数字地面模型，应用gis的分析决策功能，可以方便快速地进行水库大坝选址、库容计算、引水渠修建、受益范围等设计工作，为开发利用水资源提供科学依据。目前，大中城市都有由数字测图技术或全数字摄影测量技术建立的城市数字地形图，给排水管线的规划、设计可在数字地形图上进行。
(四)精准农业方面
精确农业中，利用gps技术对采集的农田信息进行空间定位；利用rs技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息；利用gis技术建立农田土地管理、自然条件、作物产量的空间分布等的空间数据库；对作物苗情、墒情的发生发展趋势进行分析模拟，为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息。gps、rs、gis技术及自动化控制技术为支撑的精确农业将促进现代农业的发展。它能够收集土地利用现状、植被分布、农作物的生长情况、农作物的灾情分布、土壤肥力等多种信息，将信息技术与农艺、农机有机地结合起来，最大限度地优化各项农业资源与生产要素的合理分配，获取高产量和最大经济效益，同时又能有效地保护生态环境和农业自然资源，有利于农业的可持续发展。
遥感技术在精准农业中的应用篇5
对于高分专项的实施而言，造好星和用好星同等重要，只有把卫星的应用效能发挥到极致，才能让国家、让百姓真正感受到高分科技的价值所在。
那么，高分科技究竟能够在哪些方面改变我们的生活？国土资源部、农业部、环境保护部作为首批主要用户代表，可以带我们来一探究竟。
坚守18亿亩耕地红线，解决国土资源无序开发、矿难频发、土地违法屡禁不止等监管难题，一直是国土资源管理部门的一块心病。
传统调查监测手段周期长、效率低，效果不尽如人意，难以满足当前高速的经济社会发展节奏所带来的管理需求。而卫星遥感成为国土资源管理不可或缺的技术手段，迫切需要构建“天上看、地上查、网上管”监管体系，实现以图管地、以图管矿的立体监管系统。
同时，根据国家规划，未来五至十年间，土地利用动态遥感监测、土地利用现状调查、土地利用更新调查、基础地质遥感调查、矿产资源遥感调查与评价、矿山环境与地质灾害遥感调查与监测等以遥感卫星为技术基础的各项工作都将全面启动。
在这一背景下，高分一号卫星的研制和应用，必将为我国国土资源调查、监管、利用提供强大的数据图像支持，其高空间分辨率和高时间分辨率完美结合的应用优势，也将得到实质性的凸显。
上个世纪60年代以来，一方面，空间遥感技术快速发展；而另一方面，粮食安全预警、农产品贸易、农产品补贴等对粮食信息的需求日益强烈。于是，国际上相继开展了农业遥感监测技术研究与业务系统的建立，现如今，遥感技术已经广泛地应用到作物面积监测、长势监测、估产、灾害监测、农业环境监测与评价、土壤监测、精准农业、渔业等农业的各个领域，高分辨率卫星遥感图像成为农业遥感应用的主要数据源。
作为世界粮食大国，我国在农业遥感应用领域，可利用的卫星要么是空间分辨率不足以支撑农业监测，要么是卫星数据获取的周期太长，致使农业方面在高分辨率卫星遥感图像的数据需求与实际可利用的图像数据之间，存在一个不小的鸿沟，
而高分一号卫星的研制和应用，将在我国农情遥感监测水平和技术能力的提高、农情遥感监测范围的拓展、农业遥感监测信息安全建设等方面发挥巨大作用。
原本春意盎然、绿草如茵的阳春季节，却屡屡遭受空气污染的影响，挥之不散的雾霾挑战着人们的脆弱神经；河流水污染，自来水质量堪忧，饮用水问题频频曝光，让人忧心忡忡……
目前，我国环境形势异常严峻，今后一个时期，环境治理与保护、监督执法与履行国际环境公约任务十分繁重，这都要求大力发展卫星遥感监测技术。
高分一号卫星的高分辨率图像产品将利用到开展大型水体水环境、区域环境空气、宏观生态环境、重大环境污染事故与环境灾害、核安全、生物多样性等遥感监测业务应用工作，进一步提高我国环境监测和保护的能力。
未来，天更蓝、地更绿、水更净的功劳簿上，将记上高分辨率对地观测卫星一笔。
5年前汶川大地震的阴影还没有完全消散，一场突如其来的雅安地震又一次牵动了所有国人的心。
灾难面前，航天力量齐上阵：资源三号、资源一号o2C、环境一号等卫星共同出力，将拍摄的震前灾后影像及时提供给国家相关部门；北斗卫星导航系统又一次为救灾部队和受灾群众搭起了生命线……即便如此，在大灾大难的严酷考验面前，卫星对于灾情监测的精确度和及时度方面的欠缺仍显不足。
我国是一个自然灾害频发的国家，但同时我国的灾害监测手段相对落后，减灾管理总体技术水平相对不高，地方民政救济救灾部门的灾害管理水平以及专业化能力还有待于进一步提高。
因此，国家减灾救灾业务对于高分一号卫星的需求就显得十分迫切。高分一号卫星对于减灾救灾最大的优势就是精确性和及时性，它的发射将为我国综合减灾救灾提供快速、准确的辅助决策信息示范，加强地方减灾救灾的业务化、专业化能力，从而整体提高国家灾害管理的科学决策水平。同时，高分一号卫星还将大大提高我国服务国际，特别是非洲等欠发达地区，重大自然灾害应急工作的能力，从而有力提升我国负责任大国形象和在国际空间技术减灾工作中的地位。
遥感技术在精准农业中的应用篇6
关键词:精细农业 遥感技术 全球定位系统 地理信息系统
0引言
“精细农业”的核心指导思想就是要利用现代地球空间信息技术获取农田内影响作物的生长和产量的各种因素的时空差异，避免因对农田的盲目投入所造成的浪费和过量施肥施药造成的环境污染。具体而言，就是利用卫星定位系统对采集的农田信息进行空间定位；利用遥感技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息；利用地理信息系统建立农田土地管理、自然条件(土壤、地形、地貌、水分条件等)、作物产量的空间分布等的空间数据库，并对作物苗情、病虫害、墒情的发生发展趋势进行分析模拟，为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息；在获取上述信息的基础上，利用作物生产管理辅助决策支持系统对生产过程进行调控，合理地进行施肥、灌溉、施药、除草等耕作措施，以达到对田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的产量。精细农业技术是运用全球定位系统(GpS)、地理信息系统(GiS)、传感器及检测系统、计算机控制器及变量执行设备等信息技术，对大田农作物生产和畜牧生产实施监控，从而提高作物和畜牧产量和质量，最大限度地保护生态环境，保证农业的可持续发展。
1国内外“精细农业”技术的应用情况
1.1国外“精细农业”技术的应用情况在北美、欧洲和澳大利亚等地“精细农业”技术主要用于土地资源的详查及监测，农作物生长状况的监测和产量预测，灾害性天气、旱情、涝情和水情的监测，农作物病虫害的监测与精细防治和大地号农田的优化施肥等方面。
到了八十年代和九十年代，由于遥感技术(RS)、全球定位系统(GpS)和地理信息系统(GiS)的应用，进行农情监测和产量预测已达到更加精确的程度，所用设备的数量和精度都在提高。目前全球已有20000台“产量监测器”投入了使用，有的就装在收获机械上。
目前，在一些国家“可变比率洒施机”的试用引起了人们的极大兴趣。该机器的设计者试图借助于RS、GiS和GpS等技术获取田间信息(包括土壤参数和病虫害情况等)，同时机器自动控制农药、化肥和种子的施入量。由于优化施肥，农场主从中可能获得巨大的经济效益。
另一种“可变比率洒施机”名为“实时闭循环系统”(Real-timeclosed-loopSystem)，其设计者是想尽可能地摆脱对3S技术的依赖，田间信息直接由安在洒施机上的探测设备获取，并立即对数据进行分析并自动控制农药、化肥和种子的施入量。这种机器保证了所测得信息与所采取措施的地点的一致性。
1.2国内“精细农业”技术的应用情况我国是个农业大国，农业生产的自然条件十分复杂，自然灾害频繁，因此“精细农业”技术对我国农业生产来说是非常重要的。
我国利用地球资源技术卫星遥感资料进行土壤和水文调查开始于七十年代末和八十年代初，山西、内蒙等省(区)的土壤调查和农业区划工作就利用了卫星遥感资料。
1984-1986年，我国在京、津、冀地区，进行了大规模的冬小麦卫星遥感试验，取得了一定成果。1985和1986年小麦产量预报准确率分别为92％和95％。
可见，我国“精细农业”基本上还停留在卫星遥感、地理信息系统和产量预测方面
2“精细农业”的技术思想
精细农业其核心思想是通过对农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素(如土壤结构、地形、土壤含水量、植物营养、病虫害、杂草等)实际存在的空间和时间差异性的分析，确定影响小区产量差异的原因，采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需实施定位调控，以充分利用资源，实现最经济、最合理的投入，获得经济上和环境上的最大效益。精细农业之所以引起全世界广泛的关注，首先是因为它能显著提高产量，提高耕地资源利用潜力和保护环境；其次，是因为精细农业研究的意义已远远超出其技术系统应用发展本身的范围，它提供的技术思想和改造客观世界的认识思维方式，其影响更是深远的。
3精细农业的技术构成
3.1GpS——全球定位系统推动精细农业发展的关键技术是在20世纪70年代末开始建立的全球定位系统。它是一种高精度、全天候、全球性的无线电导航、定位、定时系统，它可提供连续、定位和原子时钟信息。
3.2GiS——地理信息系统地理信息系统以地理空间数据库为基础，在计算机软、硬件的支持下，对有关空间数据按地量坐标或空间位置进行预处理、输入、存储、查询、检索、运算、分析、显示、更新和提供应用、研究，并处理各种空间实体和空间关系。它有如下特征：具有采集、管理、分析和输出多种空间信息的能力；具有空间分析、多要素信息分析和预测预报的能力，可为宏观决策管理服务；能实现快速、准确的空间分析和动态监测研究。将GiS用于精细农业中，可对农田小区的作物产量和各种影响因素进行存储、分析和管理。
3.3RS——遥感技术遥感技术可根据对遥感资料的解译，获得所研究区域内有关信息，具有宏观、快速、动态等特点。
不同含水量的土壤具有不同的地表温度，因而具有不同的热红外特性和热辐射特性。农作物不同生长期和不同生长情况均有不同的光谱反射曲线，所以结合研究区域内抽样调查的资料和GiS数据库，并依靠有关的专业基础知识，利用RS可获得土壤含水量、作物长势和产量等重要资料。
遥感技术在精准农业中的应用篇7
关键词:遥感技术;土地调查;土地资源
中图分类号:tp319文献标识码:a文章编号:1009-2374(2009)22-0036-02
目前,我国土地资源的形势十分严峻,因此,切实保护土地资源尽快提高土地调查评价信息化水平,改变传统国土资源管理工作方式,采用现代化技术手段,准确、快速地掌握国土资源现状、潜力、变化规律和利用状况,科学规划、配置、合理开发利用国土资源,保证耕地总量动态平衡,实现国土资源决策、管理现代化和服务社会化,促进我国经济可持续发展和社会全面进步,是国土资源管理工作面临的当务之急,也是必须实现的战略目标。搞好土地资源调查评价信息化既是当前经济发展的需要,也是实现可持续发展的重要保证,是事关全国大局和中华民族子孙后代的重大问题。第二次农村土地调查是对农村土地资源的一次详细调查,掌握我国大半江山资源变动情况,农村土地调查也是为合理利用土地资源提供指示,为国土资源信息化管理提供依据,也为国家宏观调控及管理提供参考。
一、农村第二次土地调查
摸清土地资源家底,掌握真实的土地利用状况,获取准确的土地基础数据,是开展第二次全国土地调查(以下简称“二次调查”)工作的主要目的。成果核查作为二次调查工作的重要组成部分,是保障全国土地调查成果真实、准确的重要手段,是保证调查成果质量的有效措施,是做好二次调查工作的关键。
摸清土地家底,还关系18亿亩耕地保护措施的落实和永久基本农田的划定,关系千家万户土地使用者、土地所有者合法权益的保护以及农村集体土地管理制度改革的推进。加强土地调控,确保土地的科学、合理使用,才能实现经济社会可持续发展,尤其在应对国际金融危机挑战,保增长、保民生、保稳定成为首要任务之时,摸清土地家底,才能对土地家底有清醒的认识,防止以保增长为名乱占土地,使保增长始终在节约集约用地轨道上进行。
农村土地调查主要包括:界线及控制面积、地类调查(地类调查方法、外业调查基本程序及要求、线状地物调查、图斑调查、零星地类调查、地物补测、农村土地调查记录手簿填写)、耕地坡度等级确定、田坎系数测算与扣除、海岛调查、面积计算以及基本农田调查等。
二、遥感技术在农村土地调查中的应用
(一)技术方法
以航空、航天遥感影像为主要信息源:农村土地调查将以1∶10000比例尺为主,充分应用航空、航天遥感技术手段,及时获取客观现势的地面影像作为调查的主要信息源,如图1所示:
基于内外业相结合的调查方法:农村土地调查以1∶10000主比例尺,以正射影像图作为调查基础底图,充分利用现有资料,在GpS等技术手段引导下,实地对每一块土地的地类、权属等情况进行外业调查,并详细记录,绘制相应图件,填写外业调查记录表,确保每一地块的地类、权属等现状信息详细、准确、可靠。以外业调绘图件为基础,采用成熟的目视解译与计算机自动识别相结合的信息提取技术,对每一地块的形状、范围、位置进行数字化,准确获取每一块土地的界线、范围、面积等土地利用信息,如图2所示。
基于统一标准的土地利用数据库建设方法:按照国家统一指定的数据库标准和技术规范,以农村城镇为单位,系统整理调查记录,逐图斑录入。对图斑的图形数据和图斑属性的表单数据进行属性联结,形成集图形、影像、属性、文档为一体的土地利用数据库。
(二)遥感技术应用
航空遥感影像一直是中国城市大比例尺土地利用现状图的主要信息源。第二次土地调查基本要求是采取航测遥感影像,制作地方调查底图,保证基础底图的客观性和统一性。imU/DGpS辅助航空摄影测量技术、数字航空摄影技术、低空数码遥感等航空数码遥感新技术,可以弥补传统航空摄影技术的薄弱环节,对机场和天气条件的依赖性较小。飞机在航摄飞行中直接测定航摄仪的位置和姿态,并经严格的联合数据后处理,获得定向测图所需的高精度航片外方位元素,可实现无或极少地面控制的航片定向,进而大大缩短航测成图生产周期,节省成图费用。生成的遥感数据具有高分辨率、高成像质量优势,以及方便计算机处理管理、快速、低成本的特点。在土地资源信息化管理中,航空数码遥感新技术可广泛应用于生产更新大比例尺土地利用图件,如1∶500,1∶1000,1∶2000比例尺专题图,非常适合于小城镇、村庄、大型厂矿企业的土地利用信息快速获取,如图2所示。
遥感作为一种高效获取信息的手段,其蕴涵的信息量丰富、全天候、信息获取周期短和多光谱特性,在我国土地资源调查监测工作中得到广泛应用。首先遥感技术在土地利用动态监测中发挥了重要作用。
其次,遥感技术在土地利用更新调查中得到广泛应用。随着经济发展,科学技术水平不断提高,土地调查手段也在不断更新,目前全国许多地方,为了配合新一轮土地利用总体规划修编,已经完成和正在启动以遥感为主要数据源的土地利用更新调查,实践证明,遥感技术在土地调查能够提供较为准确的信息,具有应用远景。
第三,遥感技术在农村产权调查、城市集约利用潜力评价等工作中得到充分应用。在农村产权调查中利用航空和航天数据,节省了大量的时间和人力,提高了成果精度,在大多数省份的农村产权调查中得到广泛应用。
从总体上,遥感技术不断成熟,高分辨率、高光谱遥感以及雷达影像应用于土地资源调查技术日趋成熟。在项目的进展过程中,通过不断追踪新技术和新方法,促使遥感技术和手段从宏观化向微观化发展,应用水平也在向纵深化发展。同时为了探索高光谱数据在土地动态监测中应用潜力,国土资源部开展高光谱在土地动态遥感监测中试验研究。该研究以成像光谱数据为主要遥感信息源,在现有土地动态遥感监测技术、方法、流程基础上,通过成像光谱技术在土地动态监测中的应用研究,形成一套具有较高自动化和定量化程度的土地动态遥感监测技术流程,为国土资源大调查和土地资源管理提供先进的技术手段。
三、结语
目前农村土地调查全面完成,城镇土地调查扎实推进。截至今年6月底,全国农村土地外业调查已经全面完成;农村土地调查数据库建设完成96.3%;城镇土地调查完成7.2万平方公里,完成比例为72%;已有1954个县级调查单位开展基本农田上图工作。农村土地确权登记取得积极进展。实践证明,遥感技术具有应用前景,信息准确,程序简便,同时也减少大量的人力、物力投资成本,在土地调查中各种手段中,遥感技术在很多方面具有优势,也在土地调查中发挥越来越重要的作用。
参考文献
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遥感技术在精准农业中的应用篇8
关键词遥感技术；春旱监测；应用；土壤湿度；吉林省西部；2014年
中图分类号S127；p423文献标识码a文章编号1007-5739（2014）17-0273-01
2014年春季，吉林省西部发生严重干旱，由于2013年秋季过后西部封冻前期降水偏少，2014年4月气温偏高，降水偏少，光照充足，风力较大，综合气象因素对春季播种产生严重不利影响。通过人工取土烘干法和自动土壤水分观测站可以监测大田土壤水分状况[1-2]。但由于观测点较少，以点代面，有一定局限性，并且耗时费力，无法进行大面积的土壤干旱监测[3]。通过遥感技术可以迅速准确地计算出干旱面积，为春播抗旱提供必要的数据及理论支持。
1遥感技术在干旱监测中的应用发展
在对人类造成严重威胁的多种自然灾害中，干旱灾害是发生最频繁、危害最广泛的灾害之一。现代遥感技术的发展和应用，为人类准确有效地监测干旱灾害的发生和发展并评估其影响提供了强有力的手段[4]。国外利用遥感技术监测土壤水分始于20世纪60年代末，与国外相比，我国对土壤水分遥感反演技术的研究起步相对较晚。从20世纪80年代中期开始，国内有学者首先从土壤水分对土壤反射光谱的影响开始进行了土壤水分遥感研究的前期工作。90年代以后，我国土壤水分遥感反演的理论和应用迅速发展，建立了众多的土壤水分遥感反演模型。干旱遥感监测的本质是监测土壤水分含量，通过土壤含水量的多少和分布来反映干旱的程度和分布范围，对农业生产具有直接的指导作用。
2吉林省西部干旱状况
吉林省西部包括白城市、松原市的10个县（区），占吉林省总面积的25.4%，是吉林省干旱最严重的地区。据吉林省统计年鉴表明该区历年干旱灾害均占全省的55%以上，旱灾频次达100%，旱灾级别为全省之最，素有“十年九旱”的说法，据统计区域内多年平均受旱耕地面积近26.67万hm2，约占全省易旱耕地的80%以上[5-6]。
为减少干旱灾害对吉林省西部农业生产的影响，确保西部的粮食安全生产，需要对吉林省西部干旱灾害进行科学的监测和预报，从而做到有的放矢、措施到位，避免人力和物力资源的浪费。
3遥感技术在吉林省西部春旱监测中的应用
4遥感监测与人工监测土壤湿度的对比
2014年4月20日和4月30日吉林省西部人工取土观测土壤墒情分别见图3、图4。4月30日与4月20日相比，吉林省西部土壤墒情明显下降，其中白城市旱田10cm平均土壤相对湿度下降7.8%，松原市旱田10cm平均土壤相对湿度下降8.2%，白城市和松原市土壤相对湿度下降幅度分别为19.4%和13.6%。由于4月20日时白城市已经出现明显旱情，全市土壤湿度偏低，由于地形加上高温影响，吉林省西部自东向西，旱情呈逐渐加重分布[7]。
由于人工取土测墒点有限，而每个县（市）土壤类型众多，地势分布不同。以点代面，具有较大的局限性。严格来说，在某点监测中，人工取土测墒相对精确度较高，但人工取土耗时费力，且不能完全代表当地所有的土壤湿度。通过样条插值法得出干旱分布图，无法精准地计算面积。相比而言，利用遥感技术计算干旱面积更具有优越性和准确性。
5结语
干旱现象非常复杂，涉及水文、气象生物生理、水资源管理以及经济社会等多方面影响因素，需要综合考虑多种指标。为了使遥感技术在西部干旱监测及预报方面进一步发挥其优势作用，需要不断提高遥感技术应用研究的水平。通过利用遥感技术对吉林省西部干旱进行研究和监测，可以最大程度地掌握干旱发生、发展情况，通过未来天气预报及干旱发展时间预报干旱趋势，通过建立遥感技术对于吉林省西部干旱的监测预报模型，尽可能减轻和防御吉林省西部地区干旱灾害的危害，有效降低干旱灾害风险，减少干旱灾害造成的损失，为吉林省西部地区商品粮生产基地的科学防旱减灾提供有力的科技支撑。
6参考文献
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[5]兰盈盈，肖长来，梁秀娟.吉林省西部主要生态环境地质问题及对策[J].吉林水利2004，4（260）：1-4.
遥感技术在精准农业中的应用篇9
墒，指的是植物生长过程中适宜的土壤湿度。墒情反映的是土壤湿度的情况，即土壤中的水分状况，是表示土壤水分含量的一个数据。土壤湿度通常用土壤的实际含水量表示，即土壤的干湿程度，也可以用相对含水量表示。计算公式:土壤水分重/(烘)干土重×100%，为土壤实际含水量;计算公式:土壤含水量/田间持水量×100%或土壤含水量/饱和水量×100%，为土壤相对含水量。
2墒情重要性
土壤墒情是最基本、最主要也是最常用的土壤信息之一。土壤墒情的好坏，直接影响农作物的生长发育。好的墒情土壤干湿程度适中，能够供应作物生长充足的水分，不仅有利于播种期种子的发芽和成活，还能促进土壤水、肥、气、热协调发挥作用，调节土壤温度、田间气候，促进土壤微生物活动和养分分解，提高土壤通气性。墒情不佳土壤湿度差，不利于种子发芽和生长，干旱严重会导致作物枯死，甚至农业生产减产。特别在干旱半干旱水源不足的地区，土壤墒情显得尤为重要，及时准确的对土壤墒情进行监测和预报，掌握春旱和伏旱墒情状况，为各农业部门领导和农民合理用水提供依据和参考，为农业生产提供准确的墒情信息，为农业丰产丰收提供重要的技术支持。
3土壤墒情监测预报的必要性
3.1应对气候变化的要求
随着全球气候变化加剧，以及近年来气候不确定性日益明显，旱涝灾害对农业生产活动带来的威胁日益增多增强，对农业生产的影响越来越大，干旱缺水问题比洪涝灾害问题更加突出，亟待解决。因此进行土壤墒情的监测预报势在必行，为做出相应的抗旱应对措施，降低频发、突发的旱涝灾害对农业生产的威胁和对农作物生长的破坏，促进农业发展方式转变和农业可持续发展，最终保障国家粮食安全提供保障。
3.2节水农业新要求
农业灌溉用水占我国用水量的50%以上，是主要的用水大户。据统计，面对干旱现状，大多选择灌溉，但由于灌溉技术落后、管理水平不高，长期以来，导致农业灌溉用水利用率低，还不到50%，水资源浪费十分严重。土壤水分是作物生长的关键性限制因素，土壤墒情信息的准确采集及预报是推广节水灌溉、科学用水、高效灌溉、最优调控的关键环节和基础支撑，是防止干旱，控制干旱，促进农业生产可持续发展的关键性保证。
3.3精准农业发展要求
21世纪世界主流农业发展方向是精准农业。在一些农业发达国家，如美国、加拿大、意大利等国家的农业，是以高新技术为指导的精准农业。而我国作为发展中国家，先进技术的应用和普及程度，远不如发达国家。目前，高新技术与农业生产有机结合的精准农业，是实现现代农业可持续发展的重要途径。因此，土壤墒情的及时监测预报势在必行，不仅对农作物播种、产量预测和节水灌溉等都有重要的意义，同时也为精准农业生产提供必不可少的依据。
4如何做好土壤墒情监测和预报
4.1墒情监测方法
墒情监测是通过一定的方法来获得土壤的水分数据资料，目前国内外墒情的监测方法主要有3种:移动式测墒、遥感监测、固定点监测。以下对这3种测定方法进行介绍与分析。
4.1.1移动式测墒监测监测原则:不定期、不定点。即在不同采样点进行不定期的监测，监测仪器为便携式仪表，经过数理统计分析和实地统计分析得到区域内的土壤墒情数据。其土壤含水量的测量采用土钻法和张力计法，属于传统的测量方法。土钻法是将土钻取出的土样称重后，放入烘箱，烘至恒重后再称重，从而计算出土壤含水量。张力计法即使用张力计测定土壤水分张力，通过对土壤水分张力的测定得出土壤的水分状况。土钻烘干法操作简单，应用广泛，是最经典、最精确的测量方法，但存在一定的局限性。张力计法只有已知土壤水分特征，才能计算出土壤含水量，且只能测定土壤的基质势。
4.1.2固定墒情站监测固定墒情站监测基本原则:定点、定期。对监测方法进行统一规范，通过连续监测固定点的墒情情况，计算出监测区域的墒情。监测站点的选择:对墒情监测点的选取进行实地调查和指导，按照墒情监测的要求，应选择当地土肥水基础好、重视度高、具有代表性的岗地、平地、洼地进行布点。要充分考虑区域内的环境因素，结合当地区域内的土壤条件、植被类型、主要作物、水源条件等综合因素合理布局，建立长期定点监测站，对监测点进行统一编号，拍照留档，建立完善固定监测点管理档案。
4.1.3遥感测墒方法遥感监测是区域旱情监测的主要途径。遥感测墒即从高空利用卫星遥感和机载传感器遥感探测地面上土壤水分情况的方法。遥感测定能够同时监测大面积区域的土壤墒情情况，由于在不同波段土壤水分特性产生不同的反应，依据土壤特性和土壤辐射理论，通过不同遥感波段的反应资料，以及地貌、植被等环境因素对遥感呈现的不同反应，来监测土壤水分情况。
4.2数据汇总统计、评价分析、加强指导
土壤墒情监测调查内容详实、评价结论科学，调查统计数据要做到及时、快速、可靠。在农作物播种期、关键生育期和旱涝灾情发生期，应增加监测频率，旱涝灾情不迟报、不漏报;日常监测工作，坚持定期采样，关键农时季节，应及时汇总、快速分析，编写墒情简报，对墒情、旱情评价。重大农事活动前，及时预报，根据墒情信息，提出合理对策措施，及时向上级和农民汇报墒情情况，为各级农业部门领导作出正确及时的应对措施提供技术支撑和理论依据。广泛利用多媒体等多种形式，最大限度的向社会公众公布墒情信息。根据墒情情况，指导测墒灌水，使农民更好的利用墒情，帮助农民确定什么时候墒情最适合播种、什么时候补灌、补灌多少合理，进而指导大面积适时适量灌水，推行节水农业技术，提高农业用水生产力。
遥感技术在精准农业中的应用篇10
【关键词】卫星遥感图像;森林资源调查;解译标志;正判率;数字化林业
数字林业简单地说就是林业信息的数字化。主要指应用3S（遥感（RS）、地理信息系统（GiS）、全球定位系统（GpS））等技术，以数字的方式获取数据，以计算机软硬件为支撑工具，以数字地图（矢量、影像以及属性数据等）为基础空间数据，以internet为数据传输载体，以建设数字林业所需的空间信息和非空间信息为资源，利用地理信息系统的数据库管理、查询、统计、空间分析和数学分析模型等为林业资源管理、林业工程规划提供技术支持，建立林业空间信息数据库和林业综合管理系统。通过不断充实和更新信息内容，提供信息共享，为林业资源管理打下坚实基础，为实施可持续发展战略提供有效的保障。在提高手持式GpS的定位精度基础上，使固定监测样地设置、复查精准化，使遥感图像与固定监测样地在空间位置上配准，利用数学手段，建立将遥感图像新技术与现有森林资源监测体系联系起来的数学构架，对于这一构架主体之一的遥感图像判读的研究是至关重要的。通过对卫星图像可判性的分析，以提高正判率为目的，把判读样地与固定样地相结合，运用抽样调查中双重比估计方法求得各类土地面积的估计值，并确定其估计精度，统计估计时对目前退耕还林中关注的农地、湿地保护中的沼泽地、水地及有林地、牧地为主要统计估计对象，而正判率较低的未成林地、采伐迹地、荒山荒地等5种地类由于数量较少合并成为无林地进行统计估计。
1.解译标志的建立及验证
以判读小组（两人）为单位，对所承担市（县、区）任务的tm图像建立各地类判读解译标志，结合生态工程任务分别进行现地验证解译标志的准确性，并对54套解译标志中的21套进行修改完善，对判读人员进行相关知识培训，使判读工作建立在较高的判读技能基础上。
正判率：以固定样地所统计的各地类数量为基准，匹配判读样地中其相同地类所占比例为正判率。本次判读样地71099块，匹配样地6056块。通过计算统计各地类正判率情况如下：林分87.0%、疏林75.0%、灌木林16.7%、经济林46.7%，薪炭林0、未成林地0、火烧迹地50.0%、采伐迹地16.7%、荒山33.3%、荒地31.6%、沙荒66.7%、牧地59.1%、农地86.4%、水地61.2%、未利用地63.3%、其它65.6%。从以上判读结果可以看出：有林地、非林地判读效果较好，正判率高；无林地正判率低，而未成林地、薪炭林正判率极低。
2.判读结果分析
对卫星图像波段、时相的选择和图像结构特征的解译决定判读效果，提高正判率是提高统计估计精度的唯一手段。
2.1卫星图像波段及时相的选择
选择不同波段及时相合成的tm图像，其反映的地类色调可分性不同，经专家建议及多年tm图像应用经验，本次判读选择的波段为Landsat-7的etm+5(red)、4（Green）、3（Blue）数据与全色波段融合、时相为9-10月份。由解译标志可以看出色调的区分性为：有林地、非林地与其它地类区分效果理想、未成林地、荒山荒地、采伐迹地区分性较差（地类色调重叠）。
2.2卫星图像的结构特征
本次使用卫星图像特征为：平原地区地类图像比较规则，易判读，正判率偏高，如农地、草地、水地，而未成林地及林带（较难判别）；山区图像略复杂，个别地块较难区分，如荒山、荒地、未成林地及草地、农田、有林地、疏林地。图像集中连片易判别，正判率高，分布较多的地类有有林地、农田、水地、未利用地。几种地类色调相同（重叠）较难判别，正判率低，分布有荒山、荒地、草地、采伐迹地、未成林地及个别有林地。
3.遥感双重抽样估计及卫星图像应用效果分析
3.1双重比估计
双重比估计是抽样调查中双重抽样方法之一，亦是面积成数估计常用的一种方法。即：把遥感判读样地作为第一重样本，与遥感样地匹配样地的固定样地作为第二重样本，根据匹配样地遥感判读成数和固定样地调查类型成数，按比估计方法确定地类面积成数。
3.2估计效果分析
各地类面积及估计精度分别为：有林地面积520.44万hm2，精度95.92%；农地面积1555.65万hm2，精度98.26%；牧地面积182.01万hm2，精度91.99%；水地面积133.67万hm2，精度91.10%；未利用地面积273.02万hm2，精度93.06%；其它地类面积113.76万hm2，精度89.35%；无林地面积65.41万hm2，精度70.31%。无林地尚未达到85%以上的估计精度，问题存在主要原因是：无林地包含地类复杂多样，本次研究无林地包括未成林地、采伐迹地、荒山荒地、火烧迹地、沙荒五个地类；几种地类色调相同尚不能将其清楚地反映出来，致使tm图像可判率较低，正判率仅为31.2%，进而估计精度不高。
3.3tm图像应用效果分析
（1）在tm图像上，有林地和非林地易于判别，正判率较高；灌木林地、未成林地和无林地难于判别，正判率较低。
（2）判读点的类型分布是影响判读类型能否与固定样地类型一致的主要因素，集中连片状分布一致性较高，重叠分布一致性低。
（3）通过遥感目视判读可以提高面积成数的估计精度。遥感判读对面积成数估计的贡献取决于遥感目视判读的正判率，正判率越高，对提高面积成数估计精度的作用越大。因此提高正判率是遥感技术在森林资源连续清查工作中应用的关键。
（4）提高无林地精度的关键是通过研究在保证其它地类图像可分性的前提下，选择较能突出反映无林地的波段组合时相的tm图像，使无林地更加具有可分性，同时提高技术人员对无林地的判读技能。
4.我国数字林业建设现状
随着数字地球等全球信息化浪潮的扑面而来，国家林业局将数字林业确定为“十五”期间重大科技项目，旨在通过数字化的手段再现林业真实情况，提高林业资源管理水平和监测水平。数字林业是3S技术与高科技网络技术以及高速通讯技术有机结合构成的一门新的综合技术，可广泛应用到林业资源动态管理，森林生态系统动态管理，生态环境一致性研究与动态监测，林业发展战略规划，森林火情动态管理和控制，营造林规划，林区道路规划，森林病虫害控制和动态管理，林业工程实施动态管理和监测，土地荒漠化和土地沙化动态监测，湿地动态监测等方面，可实现林业信息采集与处理快速化，为林业决策提供实时、强有力的基础信息和决策支持。