农业遥感研究与应用进展

《农业遥感研究与应用进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2014年12月农业机械学报第45卷第12期doi:10．6041/j．issn．1000-1298．2014．12．041*农业遥感研究与应用进展1，2赵春江(1．北京农业信息技术研究中心，北京100097;2．农业部农业信息技术重点实验室，北京100097)摘要:农业是遥感技术应用最重要和广泛的领域之一，本文回顾了遥感技术在国内外农业研究与应用中的进展，概括和总结了农田辐射传输机理及作物参量遥感反演、作物遥感分类与识别、农田养分遥感与变量施肥决策、作物产量与品质预测、农情遥感监测与预报、农业遥感监测空间决策支持系统6个主要研究与应用方面。在此基础上，针对农业遥感技

2、术面临的问题与发展趋势，指出了农业遥感技术今后的重点发展方向。关键词:农业遥感应用进展农情监测空间决策支持系统中图分类号:S127文献标识码:A文章编号:1000-1298(2014)12-0277-17测。因此，深入理解农田土壤-叶片-冠层之间的辐引言射传输过程及机理对于开展定量遥感作物监测评价20世纪以来，遥感技术作为一门先进的实用技具有非常重要的作用。目前在农田辐射传输方面已［1］术，被广泛应用于多个领域，农业是遥感技术应用最取得了许多重要进展，建立了PＲOSAIL、［2］［3］［4］重要和广泛的领域之一。随着我国农业生产向集约ACＲM、FＲT、植被冠层3D热辐

3、射传输模型化方向转变，作物生产过程中对空间信息，特别是对等基于过程的物理模型。但现有模拟方法多关注地动态、大范围、快速及时的遥感信息需求非常迫切。表辐射传输过程，无法把地表辐射转换为大气层顶遥感技术具有快速、无损获取地物信息的特点，其迅或传感器输出值，从而降低了模拟方法的实用性和猛发展能够为农业生产过程管理提供必要的信息。有效性。因此，杨贵军等将扩展后的叶片-土壤-冠在我国农业遥感应用主要涉及农田辐射传输机理及层辐射传输模型与数值解析大气辐射传输模型及传作物参量遥感反演、作物遥感分类与识别、农田养分感器成像模型进行耦合，建立了农田-大气-传感器遥感与变量施肥决策、作物

4、产量与品质预测、农情遥一体化的辐射传输模拟系统，实现了多时相、多角感监测与预报、农业遥感监测空间决策支持系统6个度、高光谱及高分辨率遥感数据模拟，为农业定量遥［5］方面，涵盖了农业遥感机理、模型和应用等多层次和感研究奠定了模型基础。多方面的研究与应用。随着空间技术的发展，农业1.2作物参量遥感反演遥感已逐渐形成了以低、中、高空多层次遥感相结目前遥感技术已广泛用于提取作物关键生物理［6］合、静态与动态相结合、机理与应用相结合的发展趋化参数信息，如叶面积指数(LAI)、叶绿素含［7］［8］［9－10］势，遥感和计算机技术的广泛应用，促使农业生产过量、地上部生物量、水分含量

5、、作物株型［11］程向机理化、定量化和精准化的方向发展，农业科技等，其根本依据是作物特性(冠层几何结构、叶片水平正逐步提高。本文从以上提到的6个方面对遥生化组分及内部组织结构等)与冠层光谱反射特征感技术在农业中应用所取得的进展进行归纳总结。(尤其是可见光、近红外和中红外波段)的内在联［12］系。目前通常采用的方法有2种，一是基于作物1农田辐射传输机理及作物参量遥感反演参数与敏感波段反射率或其数学组合(即光谱植被［8－9］1.1农田辐射传输机理指数)的经验统计关系法;二是基于物理过程的不同地物对电磁波的反射、吸收、透射和发射特辐射传输模型反演方法，该方法常用3种算法(数

6、性不同，这些特性通常称为地物的光谱特征。遥感值优化、查找表、人工神经网络等)来简化推导过［6，10，13－14］技术即是依据地物的电磁波光谱特征进行目标探程、提高反演效率。收稿日期:2014-07-08修回日期:2014-07-28*国家自然科学基金资助项目(41271345)、北京市自然科学基金资助项目(4141001)和北京市农林科学院科技创新能力建设资助项目(KJCX20140417)作者简介:赵春江，研究员，博士生导师，主要从事农业信息化技术研究，E-mail:zhaocj@nercita．org．cn278农业机械学报2014年经验统计法具有结构简单、便于应

7、用等优点，但基础。建立的经验关系模型多依赖于特定的传感器、地点此外，基于不同卫星遥感数据反演得到的作物和取样条件，其普适性较弱，且存在饱和效应等问参数信息还存在估算精度、空间尺度不一致和时间［6，14］题。针对上述问题，Hunt等构建了三角绿度指不连续等问题，限制了其广泛应用。针对此问题已数(TGI)，其对于叶面积指数较大的密闭冠层的叶开展了相关研究。Zhang等基于动态贝叶斯网络推绿素含量仍具有较强的敏感性，有效减弱了叶面积理算法将地面站点气象数据(最小温度、日照时数、［7］指数的影响，可用来精确估算作物叶绿素含量。水汽压差等)与MODIS数据进行