农业遥感研究现状与展望

遥感技术具有覆盖面积大、重访周期短、获取成本相对低等优势,对大面积露天农业生产的调查、评价、监测和管理具有独特的作用。从20世纪70年代出现民用资源卫星后,农业成为遥感技术最先投入应用和收益显著的领域。特别是随着高空间、高光谱和高时间分辨率遥感数据的出现,农业遥感技术在长时间序列作物长势动态监测、农作物种类细分、田间精细农业信息获取等关键技术方面得到了突破。但是农业生产的分散性、时空变异性等特点,对当前农业遥感技术的应用还存在诸多挑战。本文简要回顾了农业遥感发展历程以及其应用的理论基础;再从农作物估产、农业资源调查、农业灾害监测和精准农业管理4个领域阐述了国内外相关研究和应用情况。最后提出农业遥感应加强与地面农业观测网技术的结合,推动新一代低空无人机遥感平台的发展,强化多源传感器融合以及农业过程模型与遥感数据同化的研究。     

农业遥感研究与应用进展

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。     

数字农业田间信息获取技术研究现状和发展趋势

对土壤水分与养分的测量方法、作物长势及其背景的监测、营养状况监测、作物冠层监测、作物病虫害诊断、杂草识别等田间信息获取技术在数字农业中的开发、应用现状以及发展概况做了简要综述,并指出将遥感技术和光谱技术结合应用是我国实现田间信息获取技术的关键.     

无人机农业遥感在农作物病虫草害诊断应用研究进展

农田作物信息的快速获取与解析是开展精准农业实践的前提和基础。根据农作物病虫草害的实际程度进行变量喷施和作业管理,可减少农业生产成本、优化作物栽培、提高农作物产量和品质,从而实现农业精准管理。近年来,随着无人机产业的快速发展,无人机农业遥感技术因其空间分辨率高、时效性强和成本低等特点,在农作物病虫草害监测应用中发挥了重要作用。本文首先介绍了精准农业航空的基本思想与系统组成和无人机遥感在精准农业航空的地位。接着探讨了无人机农业遥感系统常见的成像方式和遥感影像解析方法,并阐述了国内外无人机农业遥感技术在农作物病虫草害检测研究的最新进展。最后总结了无人机农业遥感技术发展至今面临的挑战并展望了未来的发展方向。本文将为开展无人机农业遥感技术在精准农业航空领域的研究提供理论参考和技术支撑。     

作物农艺性状与形态结构表型智能识别技术综述

[目的/意义]作物农艺性状与形态结构表型智能识别是作物智慧育种的主要内容,是研究“基因型—环境型—表型”相互作用关系的基础,对现代作物育种具有重要意义。[进展]大规模、高通量作物表型获取设备是作物表型获取、分析、测量、识别等的基础和重要手段。本文介绍了高通量作物表型主流平台和感知成像设备的功能、性能以及应用场景。分析了作物株高获取、作物器官检测与技术等农艺性状智能识别和作物株型识别、作物形态信息测量以及作物三维重建等形态结构智能识别技术的研究进展及挑战。[结论/展望]从研制新型低成本田间智能作物表型获取与分析装备、提升作物表型获取田间环境的标准化与一致性水平、强化田间作物表型智能识别模型的通用性,研究多视角、多模态、多点连续分析与时空特征融合的作物表型识别方法,以及提高模型解释性等方面,展望了作物表型技术主要发展方向。     

无人机低空遥感在农业中应用的研究进展

快速获取并解析农田作物信息是精准农业能够持续发展的前提基础。近年来,随着低空无人机产业的迅速崛起,无人机农业遥感技术在现代精准农业领域中得到了广泛应用。文章介绍了低空无人机遥感的相关概念,总结了其在农业应用中的优势。结合国内外无人机低空遥感技术在农业应用方面的最新进展,进一步分析该技术现存的不足之处,并展望未来的发展方向。     

浅谈遥感技术在农业方面的应用

遥感是一种非接触、远距离的探测技术。由于遥感技术具有覆盖面积广、重访周期短、数据获取相对容易,并且可以及时准确地提供作物生态环境及其生长过程中的众多信息等优点,已在大面积露天农业用地资源的监测与保护,作物生产的调查评价与管理以及农业气象灾害监测等方面发挥着重大作用。已有学者认为,遥感技术必将成为推进我国精准农业和生态农业的重要支撑。本文主要谈论了农业遥感几个方面的应用,同时对遥感未来的发展提出展望,认为遥感技术在未来将引起更大的重视,并在农业研究方面起到不可估计的作用。     

《智慧农业（中英文）》2021年第2期导读

本期共出版12篇文章，分布于“空间信息技术农业应用”专题，“作物模型与可视化”专题，以及“信息处理与决策”栏目。本期内容涵盖了卫星/无人机遥感等在作物生长、病害、灾害监测应用，以及作物模型模拟和产量监测等。每篇文章都具特色，希望本期的出版能为领域研究人员带来新观点、新思路、新启发。     

遥感技术在农业田间信息获取中的应用

田间信息的快速、高效获取,是进行精准农业时间的关键。随着现代信息技术的迅猛发展,田间信息采集技术手段也得到了不断更新。遥感是20世纪60年代发展起来的对地观测综合性技术,具有动态、快速和周期性地获取地表信息的特点,大大节省了人力、物力、财力和时间。针对遥感在农业田间信息获取方法的应用,展开相应的阐述与分析,主要阐述了作物病虫害监测、作物生产面积监测、作物产量估算监测、作物土壤水分含量监测和作物养分监测5个方面,应用遥感技术进行信息采集的原理及其大体的流程图。最后,在分析我国现在农业田间信息采集的特点基础上,指出建立田间信息遥感监测与信息管理系统的必要性,并给出了应用"3S"技术综合构建田间信息管理平台的流程图。     

无人机遥感监测作物病虫害胁迫方法与最新研究进展

病虫害是作物生产面临的主要胁迫之一.近年来,随着无人机产业的快速发展,无人机农业遥感因其图像空间分辨率高、数据获取时效性强和成本低等特点,在作物病虫害胁迫监测应用中发挥了重要作用.本文首先介绍了利用无人机遥感监测作物病虫害胁迫的相关背景;其次对目前无人机遥感监测作物病虫害胁迫中的常用方法进行了概述,主要探讨无人机遥感监...     

高光谱技术在农业遥感中的应用

高光谱技术是一个非常有利于农业行业发展的技术，该技术在农业遥感中有着非常重要的作用。虽然效果较好，但是在应用的过程中也仍然存在着一些的问题。首先对高光谱技术在农业遥感中的应用进行了分析，其次阐述了高光谱技术在农业遥感应用中存在的问题，最后提出了一些有效的解决措施，旨在提升高光谱技术的应用质量，促进农业遥感的发展。      

田间作物高通量表型信息获取与分析技术研究进展

田间作物表型信息获取种类、数量以及信息处理与分析方法对于发现有价值的表型特性并确定其遗传因素有着重要影响,而传统的田间表型信息获取方法依赖于研究人员的人工采样测量,不但费时费力,还存在效率低和主观性强等缺点。为解决这一问题,田间作物高通量表型信息获取及分析技术成为了当前植物表型领域的一个研究热点。目前,表型研究主要集中在3个方面：传感器、平台和信息分析。本文从这3个方面阐述国内外田间作物高通量表型信息获取及分析技术的最新研究成果,分析表型信息获取技术中常用传感器的应用范围和使用限制条件以及不同表型信息获取平台的优缺点,总结表型信息分析的方法,提出使用时需要根据具体情况,综合考虑实际需求以及经济合理性选择和设计。最后展望田间作物表型研究未来的发展方向,将集中在多类型数据融合、数据标准化管理、多学科知识整合等方面。该项研究成果对推广田间表型信息获取技术和分析方法、促进表型研究和遗传育种研究的深入融合提供了理论参考和技术支撑。     

基于互联网的农产品物流服务平台设计

高光谱技术是一个非常有利于农业行业发展的技术，该技术在农业遥感中有着非常重要的作用。虽然效果较好，但是在应用的过程中也仍然存在着一些的问题。首先对高光谱技术在农业遥感中的应用进行了分析，其次阐述了高光谱技术在农业遥感应用中存在的问题，最后提出了一些有效的解决措施，旨在提升高光谱技术的应用质量，促进农业遥感的发展。      

农业图像监测技术的应用与展望

随着农业信息技术的发展,农业生产的智能化与科学化受到越来越多的重视,其中通过智能化监测设备获取作物生长信息已成为主要发展方向。因此,学习和掌握不同监测设备的技术特点对获取农业信息是十分重要。本文分别介绍红外热成像技术和数码图像技术在农业上的应用,其中较为详细的阐述红外热成像技术在农作物生长长势、病虫害防治、品质的无损检测和农业生产自动化等方面的应用,分析总结两种成像技术在实际应用中的利弊,并进行讨论和展望,以期为智能监测设备的选择与应用提供依据。     

农作物苗期长势无损监测技术研究进展

农作物的苗期生长是一个复杂的生理生化及代谢过程,苗期的生长发育直接影响到作物的生物产量、经济产量、营养品质及其安全性。农作物苗期长势监测对于作物肥水管理、病虫害防治具有指导作用,是精细农业和数字农业的关键技术之一。该文从农作物苗期生长形态检测、营养组分检测和病虫害诊断3个方面,详细阐述了各种无损检测技术,如机器视觉技术、激光漫反射技术、荧光测量技术和反射光谱分析技术等在作物苗期长势监测中的应用进展。国内外学者对上述技术进行了较深入的理论方法研究,部分技术已在实践中得到广泛应用,但目前作物无损检测技术大多强调单一信息的获取及分析,随着数字农业和智慧农业的发展,未来将更加强调多源、多尺度数据的获取及形态、养分、病虫害综合信息的提取。作物苗期长势的监测数据将与精准农业的联系更加紧密,为农事操作提供传感信息,形成智能化的农业施工、调优栽培与管理决策系统。      

遥感多光谱成像在解析土壤成分方面的研究进展

土壤中营养成分的变化关乎农业的生产质量,其中水分、有机质、氮、磷、钾等养分信息是土壤肥力的关键,因此获取农田土壤成分信息对农田管理有重要意义。传统土壤检测方法烦琐复杂、费时费力、效率低下,难以满足现代农业发展的需要。随着遥感技术的不断发展与成熟,基于低空尺度的农业无人机和基于高空尺度的卫星平台弥补了地面监测的空缺与不足,飞行器搭载的多光谱传感器在土壤信息的快速、无损、实时获取领域表现出巨大潜力。介绍了多光谱技术特点,概括了遥感多光谱成像技术检测土壤成分的一般步骤,重点阐述了多光谱技术在检测土壤有机质、水分、盐分等方面的研究进展,探讨了遥感多光谱技术在解析土壤成分中涉及的主要方法,最后对农业遥感多光谱成像解析土壤成分进行了思考与展望。      

近红外图像处理技术在国外农业工程中的应用

介绍了近红外图像应用原理和发展特点，并综合分析了近红外图像处理技术在国外农产品品质检测、杂草识别、病虫害检测、作物生长状态监测等多个方面的应用和研究现状，并对近红外图像处理技术在农业中的应用前景做了展望，以促进我国在该领域的研究。     

红外热成像技术在农业中的应用

介绍了红外热成像技术的基本原理和常用热图像处理方法,总结了红外热成像技术在作物水分胁迫、侵染性病害监测、冻害胁迫以及产量预测等领域中的应用,分析了红外热成像技术在农业领域的开发与应用中所面临的难题和未来的发展趋势,以期为红外热成像技术在农业上的实际开发应用提供参考。      

机器视觉技术在现代农业生产中的研究进展

机器视觉技术已经广泛应用于农业生产的各个环节,详细阐述机器视觉的概念、组成部分、工作原理以及发展历程,总结国内外的研究成果,介绍机器视觉技术在作物病虫草害识别与监测、作物生长信息监测与产量估计、果蔬识别定位与采摘、种子产前检测与果蔬分级以及农业机器人视觉导航等领域的研究进展与应用情况,提出农业场景视觉系统在稳定性、可靠性、准确性以及嵌入式视觉系统硬件计算能力与核心算法等方面还有待提高与突破,国内高水平学者集中的研究机构匮乏,行业创新能力不足,本土企业竞争力较弱等劣势;认为3D视觉技术、多传感器融合的视觉系统以及与5G深度融合的视觉系统将会成为未来农业生产领域的主要研究方向。此外,机器视觉技术的应用势必会带动产业升级、推动农业智能化发展,为无人农场建设提供有力的技术保障。     

高光谱技术在农业遥感中的应用研究进展

随着生活质量要求的逐渐提升,高光谱技术在现代农业的发展中起到重要的作用。文章通过对高光谱技术在农业遥感中的应用现状进行分析,以此深入研究高光谱技术在农业遥感中应用。通过农业作物产量品质、生长情况以及生长性状进行全面的发展。通过对现阶段研究情况的总结和分析,推动高光谱技术在农业遥感中的应用,从根本上提升国家农业种植的综合能力。