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庄稼好孬和粮食丰歉它全知晓 ——人类的“第三只眼睛”卫星遥感

今年庄稼生长得好不好?哪里生长得好,哪里生长得不好?是个丰年还是歉年?产量可能会有多少?以前一家人的土地少则几分(1分≈0.0067公顷),多也不过几亩(1亩≈0.067公顷),到地头一看,庄稼长势尽收眼底,非常直观;农作物的生长,短的三四个月,长的七八个月,如果是单个农户跑几趟很容易估算出来。

今年庄稼生长得好不好?哪里生长得好,哪里生长得不好?是个丰年还是歉年?产量可能会有多少?以前一家人的土地少则几分(1分≈0.0067公顷),多也不过几亩(1亩≈0.067公顷),到地头一看,庄稼长势尽收眼底,非常直观;农作物的生长,短的三四个月,长的七八个月,如果是单个农户跑几趟很容易估算出来。

可是现在不一样了,随着农村经济的发展,越来越多的农民将承包地向专业大户、合作社等流转,以促进农业规模经营的发展,流转的规模也越来越大。专业承包户或者合作社的土地少的上千亩,多的甚至过万亩。一万多亩的农田按原来的方法要进行估产可就费劲了,而且一天也看不完。

但是别着急,随着科学技术的发展,现在我们有“天眼”来帮忙了。我国的卫星遥感技术虽然起步晚,但发展迅速,目前已进入世界先进行列。而我们要找的农田估产得力助手就是我们国产风云三号这样的气象卫星,它带有专门探测绿色植物的相机,能对地球表面的农作物、草地、森林等植被的生长状况一目了然、了如指掌,而且观测速度又快又准。

我国的风云三号气象卫星系列化发展,A、B、C、D、E、F、G这7个“兄弟”(7颗气象卫星)先后“降生”,以后还会有越来越多的“兄弟”陆续加入气象和农业等相关服务行列,随时观察气象资料和农作物的生长情况。目前,除了风云三号G星有测雨特殊任务“特立独行”外,风云三号其他卫星每天确保在3个岗位上有“兄弟”值守,一个“黎明班”,一个“上午班”,一个“下午班”,每个班次一天会各自巡视整个地球两次,可对地球上的不同植被进行扫描观测。而且观测的数据会实时传输到地面站,并迅速完成必要的定标、定位和数据处理,以当前的数据处理速度,一般两三天后就可知道某地区农作物生长的相关信息了。

风云三号是极轨卫星,在一次扫描中,最高空间分辨率是250米,也就是说,地球表面每250米边长的面积被记录为一个信息点,只要农田面积大于这个数值就可以被清晰地区分其差异,这个“眼力”对大范围的农作物生长调查具有短平快的优势,可在宏观上及时把握农业生产实时信息,并迅速进行生产管理决策,特别适合省级、国家级和全球等大尺度范围上的快速观测和分析。当然,如果想进行田块级别的作物调查,可以选择“眼力”更好的卫星,它可分辨几米到十几米的田块,比如我们的高分卫星、美国的哨兵卫星等。但高空间分辨率的卫星虽然观测得比较精细,一次扫描的面积却有限,一般十多天才能对同一地区观测一次,信息处理也不如风云卫星及时,所以这种“慢功细活”更适于作物种植面积清查,而用于农作物生长状况实时调查和动态估产略显“迟钝”。

风云三号气象卫星一次扫描面积大,虽然空间分辨率略低,但可实现逐日、逐旬、逐月等任意时段的农作物生长状况调查。而且,它不但可以做到同一时间、不同地点的农作物生长优劣对比,还可以做到同一地点、不同时间的农作物生长状况对比,比的不仅仅是作物生长的好坏,还可统计出好与坏的比例、好与坏的程度等,真是很精细。它还可以把农作物生长的“一生”都看得清清楚楚:农作物什么时候遭遇低谷,受到干旱、低温的影响生长缓慢;什么时候风调雨顺,农作物长势良好;什么时候是轻旱,但并未影响产量;什么时候是严重干旱,直接影响收成。通过对卫星观测资料的综合分析,就可以判断作物的最终产量。除此之外,基于卫星对作物长势的判断,可以指导对田间地头的日常管理,比如什么时候需要浇水施肥了,什么时候需要打药了,依据更加科学。

再如,现在冬小麦采取机械收割,全国麦收自南向北地毯式快速推进,一台收割机每天可收割70~150亩的小麦,全国一天可收获小麦800万至2000多万亩,卫星遥感也都可以实时监测进度,从而在地图上直观地表达出来,一清二楚。

除了知道庄稼长得怎么样以外,如果庄稼遭受高温热害、低温冷冻害、干旱、洪涝以及病虫害等,卫星资料也可用来做分析评估。卫星携带的传感器可以实时监测地表温度,当庄稼生长受到温度、水分胁迫,以及病虫害等危害时,庄稼的叶片含水量、纹理以及整个冠层等都会出现一系列连锁反应,从而被高空中的卫星传感器捕捉到。

卫星遥感这个人类的“第三只眼睛”如此神奇,其应用领域不断扩大,对人类的贡献也在不断增加。

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