摘要：遙感技術(shù)是運用各類非接觸的主被動的探測設(shè)備，對地面目標(biāo)物的電磁波輻射與反射特性進(jìn)行探測，通過其特性分析，探明其物體性質(zhì)、特征及狀態(tài)的綜合性探測技術(shù)。它具有覆蓋面積廣、空間分辨率高、獲取信息大、重訪周期短等優(yōu)點，適用于農(nóng)業(yè)資源調(diào)查與自然災(zāi)害監(jiān)測等農(nóng)業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的研究，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的指導(dǎo)與相關(guān)部門的決策管理意義重大。本文從遙感技術(shù)原理出發(fā)，介紹了幾種重要的植被指數(shù)，然后以水稻遙感監(jiān)測為例進(jìn)行分析，最后闡述如何提高農(nóng)業(yè)環(huán)境遙感監(jiān)測水平。

　　關(guān)鍵詞：衛(wèi)星遙感;農(nóng)業(yè)環(huán)境;監(jiān)測;水稻

　　農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有農(nóng)作物種類分布的分散性與地域復(fù)雜性特點，受環(huán)境因素影響大，從農(nóng)耕文明的出現(xiàn)至今，農(nóng)業(yè)靠天吃飯的局面沒有得到根本性的改變，頻繁的自然災(zāi)害給我國的農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了極大的困難。遙感技術(shù)是運用各類非接觸的主被動的探測設(shè)備，對地面目標(biāo)物的電磁波輻射與反射特性進(jìn)行探測，通過其特性分析，探明其物體性質(zhì)、特征及狀態(tài)的綜合性探測技術(shù)。它具有覆蓋面積廣、空間分辨率高、獲取信息大、重訪周期短等優(yōu)點，適用于農(nóng)業(yè)資源調(diào)查與自然災(zāi)害監(jiān)測等農(nóng)業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的研究，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的指導(dǎo)與相關(guān)部門的決策管理意義重大。20世紀(jì)70年代開始，歐美等發(fā)達(dá)國家最先應(yīng)用衛(wèi)星遙感技術(shù)對農(nóng)作物進(jìn)行面積監(jiān)測與估產(chǎn)，之后遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域的應(yīng)用得到不斷拓展，我國從20世紀(jì)80年代開始將遙感技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，至今我國遙感技術(shù)應(yīng)用的內(nèi)容已涉及農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、農(nóng)作物估產(chǎn)、災(zāi)害預(yù)警及精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等眾多方面，為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展保駕護(hù)航。本文主要以遙感技術(shù)在水稻作物監(jiān)測為例進(jìn)行分析，并對遙感數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)環(huán)境發(fā)展趨勢進(jìn)行展望。

　　推薦期刊：《農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報》是由農(nóng)業(yè)部主管,農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所和中國農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)會聯(lián)合主辦的全國性學(xué)術(shù)類科技期刊，該刊主要刊登農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域具有創(chuàng)新性的研究成果，包括新理論、新技術(shù)和新方法。設(shè)有專論與綜述、研究報告、研究快報、學(xué)術(shù)爭鳴。

　　1 農(nóng)業(yè)環(huán)境遙感監(jiān)測的基本原理

　　遙感這種技術(shù)需要遠(yuǎn)離地物，在空間上和地物形成高度差，之后憑借傳感器獲得監(jiān)測地物的光譜信息，進(jìn)一步對此信息進(jìn)行分析后，從而對地物屬性進(jìn)行基礎(chǔ)的判斷。每一個物體不僅能吸收、反射電磁波，而且不同波長的電磁波吸收與反射的特征互不相同，這種特點被稱為物體的基本特性。植被指數(shù)是用多光譜遙感數(shù)據(jù)，經(jīng)分析運算產(chǎn)生某些對植被長勢、生物量等有一定指示意義的數(shù)值。農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測有哪些植被指數(shù)，如何利用植被指數(shù)對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，這些問題的解決能夠使遙感在環(huán)境監(jiān)測中發(fā)揮更大的作用。

　　1.1 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測植被指數(shù)RVI

　　它基本上不受土壤含水量的影響，能增強(qiáng)植被與土壤背景之間的輻射差異，并提供植被反射的重要信息，可用來估算和監(jiān)測植被覆蓋，是植被長勢、豐度的度量方法之一;該指數(shù)對大氣影響敏感，最好運用經(jīng)大氣糾正的數(shù)據(jù)，或?qū)�兩波段的灰度值轉(zhuǎn)換成反射率，消除大氣對兩波段不同非線性衰減速的影響后再進(jìn)行指數(shù)的計算，而且當(dāng)植被覆蓋不夠濃密時(小于50%)，其分辨能力也很弱;在植物生長的整個階段，能較好地反映植被的覆蓋度和生長狀況的差異，特別適合于植被生長高度旺盛并具有高覆蓋度時的植被監(jiān)測。

　　1.2 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測植被指數(shù)NDVI

　　它對綠色植被表現(xiàn)敏感，可以對農(nóng)作物和半干旱地區(qū)降水量進(jìn)行預(yù)測，常被用來進(jìn)行區(qū)域和全球的植被狀態(tài)研究。但NDVI對土壤背景的變化較為敏感，在農(nóng)作物生長的初始季節(jié)，將過高估計植被覆蓋的百分比;在農(nóng)作物生長的結(jié)束季節(jié)，將產(chǎn)生估計低值，在植物生長還不旺盛而覆蓋度處于中-低等程度時，隨覆蓋度增加而迅速增大，覆蓋度增大到一定程度時就增加很緩慢。該指數(shù)適合于植被早-中期生長階段的監(jiān)測。

　　1.3 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測植被指數(shù)PVI

　　能較好地濾除了土壤背景的影響，且對大氣效應(yīng)的敏感程度也小于其他植被指數(shù)。正因為它減弱和消除了大氣和土壤的干擾，所以被廣泛應(yīng)用于作物估產(chǎn)。

　　2 對水稻作物遙感監(jiān)測的應(yīng)用

　　2.1 水稻的遙感干旱監(jiān)測

　　遙感干旱監(jiān)測的一般方法是利用遙感可反演參數(shù)之間的關(guān)系建立干旱指標(biāo)體系，將復(fù)雜的干旱現(xiàn)象概括到比較簡單的數(shù)學(xué)或物理模型之中，進(jìn)而通過這些參數(shù)與模型監(jiān)測旱情。水稻干旱的直接誘因是水分虧缺，并且在干旱發(fā)展到一定程度時，水稻會表現(xiàn)出冠層溫度升高、植被指數(shù)下降等特點。基于上述原理，水稻的遙感干旱監(jiān)測一般考慮從土壤水分、冠層和地表溫度、植被指數(shù)等要素的時空變化特點出發(fā)提取干旱信息。

　　2.2 水稻的長勢監(jiān)測

　　對水稻的長勢進(jìn)行監(jiān)測，主要是利用遙感器收集水稻各個時段的苗情及周邊環(huán)境動態(tài)變化的數(shù)據(jù)實現(xiàn)的。從而讓人們對水稻的相關(guān)信息更加了解，如水稻具體分布、生長情況、蟲害、草害等，為準(zhǔn)時、精確地對水稻實施各種管理措施提供真實的數(shù)據(jù)。水稻生產(chǎn)管理者或該區(qū)域水稻發(fā)展管理決策者，就能依靠這一更靈敏的數(shù)據(jù)平臺實時掌握更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，為水稻更好的長勢保駕護(hù)航。所以，采用遙感技術(shù)對水稻的長勢實時監(jiān)測，不但有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的客觀管理，更為日后水稻產(chǎn)量的預(yù)估準(zhǔn)備了更詳細(xì)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

　　2.3 水稻的土壤水分監(jiān)測

　　土壤水分是水稻吸收水分的主要來源，主要來自大氣降水與灌溉水。一旦土壤水分含量的變化與水稻需水量出現(xiàn)不平衡，就會發(fā)生旱澇災(zāi)害，對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)構(gòu)成威脅。因此土壤水分監(jiān)測對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、災(zāi)情監(jiān)測、農(nóng)業(yè)水資源管理及農(nóng)田水分管理等方面意義重大。遙感技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)的收集，通過各種遙感儀器測算土壤表明反射或發(fā)射的電磁能量，最終通過不同監(jiān)測方法得到土壤水分含量。

　　3 提高農(nóng)業(yè)環(huán)境遙感監(jiān)測的途徑

　　3.1 提高衛(wèi)星遙感監(jiān)測方法研究和技術(shù)裝備

　　對衛(wèi)星遙感監(jiān)測質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素很多，總體表現(xiàn)在兩個方面，即大氣狀況與數(shù)據(jù)自身的整體質(zhì)量。首先，可利用相關(guān)技術(shù)處理或校正遙感圖像中的大氣誤差。其次，提高遙感平臺質(zhì)量和加大遙感技術(shù)的研究力度，讓傳感器的性能快速提升，從而提高數(shù)據(jù)的整體質(zhì)量。當(dāng)然，除此之外還應(yīng)該多想技術(shù)更先進(jìn)的國家學(xué)習(xí)，適當(dāng)加大國外優(yōu)質(zhì)設(shè)備的引進(jìn)力度，為技術(shù)提升奠定物質(zhì)參照基礎(chǔ)。

　　3.2 完善遙感監(jiān)測服務(wù)體系

　　要建立健全的農(nóng)業(yè)環(huán)境遙感服務(wù)體系，只有農(nóng)戶的主動參與遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需政府、科學(xué)研究院及高等院校的大力支持與配合。首先，農(nóng)戶的科學(xué)知識水平有限，對掌握遙感衛(wèi)星監(jiān)測技術(shù)有難度。但農(nóng)戶對田間農(nóng)情非常了解，可以發(fā)揮其優(yōu)勢與遙感衛(wèi)星形成互補(bǔ)。其次，政府要加大資金、技術(shù)、人才等方面的支持力度，努力為遙感服務(wù)體系的建設(shè)不斷提供保障，讓遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展無后顧之憂。最后，科學(xué)研究院及高等院校不僅可以提供技術(shù)和研發(fā)力量，而且還可以大量培養(yǎng)這方面所需的人才，讓更多的技術(shù)人才和更好的技術(shù)為水稻等農(nóng)作物的生長提供有效保障。

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