在國家糧食安全戰(zhàn)略與黑土地保護(hù)重大部署的雙重指引下,中國科學(xué)院航空遙感中心聯(lián)合智慧農(nóng)場技術(shù)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(biāo),在黑龍江省撫遠(yuǎn)市七星農(nóng)場開展了百萬畝農(nóng)田多期遙感數(shù)據(jù)采集任務(wù),為我國黑土糧倉精準(zhǔn)監(jiān)測與智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展提供核心技術(shù)支撐。
黑龍江省撫遠(yuǎn)市七星農(nóng)場作為我國現(xiàn)代化大農(nóng)業(yè)的標(biāo)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(guān)鍵組成部分,其糧食產(chǎn)能穩(wěn)定與黑土資源保護(hù)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(shù)據(jù)采集提供了優(yōu)質(zhì)應(yīng)用場景。
為高效完成本次任務(wù),研究團(tuán)隊充分發(fā)揮航空遙感系統(tǒng)國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施載荷配置靈活、數(shù)據(jù)分辨率高、觀測模態(tài)豐富的技術(shù)優(yōu)勢,依托新舟60遙感飛機(jī),綜合集成多維度合成孔徑雷達(dá)、高光譜相機(jī)、多光譜相機(jī)及三維激光雷達(dá)等先進(jìn)載荷,構(gòu)建了“空地”一體化觀測體系。
研究團(tuán)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(diào)控、點云采集密度參數(shù)優(yōu)化等技術(shù)方法,克服農(nóng)田區(qū)易形成低空云霧、作物高度增加導(dǎo)致點云穿透減弱等問題,精準(zhǔn)捕捉了作物苗期、拔節(jié)期、成熟期等關(guān)鍵農(nóng)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(nóng)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(nóng)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(gòu)建了覆蓋廣、精度高、維度全的航空觀測數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)集,數(shù)據(jù)量達(dá)51.07TB。其中,光學(xué)多光譜數(shù)據(jù)最高幾何分辨率達(dá) 0.08米,可清晰識別作物株型與田間細(xì)節(jié);高光譜數(shù)據(jù)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(zhǔn)反演土壤有機(jī)質(zhì)、作物葉綠素等關(guān)鍵參數(shù);激光雷達(dá)數(shù)據(jù)點云密度優(yōu)于5點/平方米,可高效獲取農(nóng)田地形地貌與作物三維結(jié)構(gòu)信息;SAR數(shù)據(jù)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(zhǔn)識別與農(nóng)情參數(shù)定量反演。
這批高質(zhì)量航空遙感數(shù)據(jù),不僅為黑土地遙感機(jī)理研究提供了堅實支撐,也為破解黑土地保護(hù)與可持續(xù)利用中的關(guān)鍵技術(shù)難題、優(yōu)化種植業(yè)結(jié)構(gòu)與生態(tài)產(chǎn)品開發(fā)布局奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ),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(gòu)建,實現(xiàn)從“經(jīng)驗種植”向“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的轉(zhuǎn)變,為國家糧食安全戰(zhàn)略與智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展提供有力保障。

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航空遙感系統(tǒng)新舟60遙感飛機(jī)準(zhǔn)備作業(yè)飛行

航空遙感多模態(tài)數(shù)據(jù)樣例