在國家糧食安全戰(zhàn)略與黑土地保護重大部署的雙重指引下,中國科學院航空遙感中心聯(lián)合智慧農場技術與系統(tǒng)全國重點實驗室,聚焦“藏糧于地、藏糧于技”的總體目標,在黑龍江省撫遠市七星農場開展了百萬畝農田多期遙感數據采集任務,為我國黑土糧倉精準監(jiān)測與智慧農業(yè)發(fā)展提供核心技術支撐。
黑龍江省撫遠市七星農場作為我國現(xiàn)代化大農業(yè)的標桿示范區(qū),地處三江平原黑土核心區(qū),是國家重要商品糧基地的關鍵組成部分,其糧食產能穩(wěn)定與黑土資源保護對國家糧食安全、區(qū)域生態(tài)平衡意義重大,為本次大規(guī)模遙感數據采集提供了優(yōu)質應用場景。
為高效完成本次任務,研究團隊充分發(fā)揮航空遙感系統(tǒng)國家重大科技基礎設施載荷配置靈活、數據分辨率高、觀測模態(tài)豐富的技術優(yōu)勢,依托新舟60遙感飛機,綜合集成多維度合成孔徑雷達、高光譜相機、多光譜相機及三維激光雷達等先進載荷,構建了“空地”一體化觀測體系。
研究團隊于6月、7月、9月三次奔赴試驗區(qū),利用影像云覆蓋快速檢查及航線動態(tài)調控、點云采集密度參數優(yōu)化等技術方法,克服農田區(qū)易形成低空云霧、作物高度增加導致點云穿透減弱等問題,精準捕捉了作物苗期、拔節(jié)期、成熟期等關鍵農時階段的生長動態(tài)與土壤環(huán)境變化,高效完成百萬畝農田示范區(qū)共計3期空地協(xié)同綜合遙感試驗,實現(xiàn)了農田生態(tài)系統(tǒng)的全周期、多維度、多時序監(jiān)測。
本次試驗構建了覆蓋廣、精度高、維度全的航空觀測數據獲取體系,形成了多載荷、寬頻譜、高分辨率的多時相航空遙感數據集,數據量達51.07TB。其中,光學多光譜數據最高幾何分辨率達 0.08米,可清晰識別作物株型與田間細節(jié);高光譜數據幾何分辨率優(yōu)于0.75米/1.5米(可見近紅外波段/短波紅外),光譜分辨率優(yōu)于5納米,可精準反演土壤有機質、作物葉綠素等關鍵參數;激光雷達數據點云密度優(yōu)于5點/平方米,可高效獲取農田地形地貌與作物三維結構信息;SAR數據幾何分辨率優(yōu)于1米,基于多波段與全極化聯(lián)合,可實現(xiàn)作物類型精準識別與農情參數定量反演。
這批高質量航空遙感數據,不僅為黑土地遙感機理研究提供了堅實支撐,也為破解黑土地保護與可持續(xù)利用中的關鍵技術難題、優(yōu)化種植業(yè)結構與生態(tài)產品開發(fā)布局奠定數據基礎,助力“土壤健康檔案”與作物生長動態(tài)智能監(jiān)測系統(tǒng)的構建,實現(xiàn)從“經驗種植”向“數據驅動”的轉變,為國家糧食安全戰(zhàn)略與智慧農業(yè)發(fā)展提供有力保障。

航空遙感中心技術人員開展地面定標用角反射器及光譜靶標布設

航空遙感系統(tǒng)新舟60遙感飛機準備作業(yè)飛行

航空遙感多模態(tài)數據樣例