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作物估產(chǎn)如何更準(zhǔn)確和定量化?

   日期:2021-01-25     來源:新京報(bào)    瀏覽:534    
核心提示: 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,農(nóng)作物的估產(chǎn),不只是估算產(chǎn)量,更影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃制定、糧食安全保障、對外貿(mào)易調(diào)整等多方面的大政方針,因
      在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,農(nóng)作物的估產(chǎn),不只是估算產(chǎn)量,更影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃制定、糧食安全保障、對外貿(mào)易調(diào)整等多方面的大政方針,因此,更加精準(zhǔn)的估產(chǎn)信息,也意味著將會給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更準(zhǔn)確的參考。

      記者從中國農(nóng)科院獲悉,近日,我國科學(xué)家成功構(gòu)建了一種作物估產(chǎn)的新算法,該算法結(jié)合了衛(wèi)星遙感信息和作物生長模型數(shù)據(jù),大范圍作物估產(chǎn)精度可以達(dá)到95%以上。該算法由中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所農(nóng)業(yè)遙感創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)完成,相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《環(huán)境遙感(Remote Sensing of Environment)》上。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的推進(jìn),作物估產(chǎn)的作用越來越受到重視,估產(chǎn)方法也越來越先進(jìn)和準(zhǔn)確。中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所吳尚蓉博士介紹,作物估產(chǎn)在很多方面都發(fā)揮著重要的作用,比如指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)整和決策等,在及時(shí)、準(zhǔn)確地了解當(dāng)年各種作物的預(yù)計(jì)產(chǎn)量之后,就可以及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)策略,科學(xué)謀劃、合理安排下一年農(nóng)業(yè)生產(chǎn),這對保障國家糧食安全有非常重要的作用。同理,估產(chǎn)在對外貿(mào)易策略制定、爭取在國際貿(mào)易中的主動(dòng)權(quán)、保持農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面也同樣意義重大。

  作物估產(chǎn)如何更準(zhǔn)確和定量化?
  新算法對大范圍作物估產(chǎn)的精度可以達(dá)到95%以上。中國農(nóng)科院供圖
 
      農(nóng)作物又是如何估產(chǎn)的呢?過去估產(chǎn),采取的是層層上報(bào)的統(tǒng)計(jì)方法,不僅工作效率低,而且信息相對滯后。衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)用,使得作物估產(chǎn)變得快速、高效,但衛(wèi)星遙感獲取的是地表瞬時(shí)信息且存在一定過境周期,導(dǎo)致遙感本身也存在時(shí)間連續(xù)性不強(qiáng)的問題。另外,目前常用的遙感估產(chǎn)方法大多為統(tǒng)計(jì)模型,不能實(shí)現(xiàn)對作物生長過程和產(chǎn)量形成進(jìn)行定量描述。上述問題無法滿足人們對作物估產(chǎn)工作不斷提高的精度需求和定量化要求。

      為此,科學(xué)家們嘗試建立一種更好的兼具空間連續(xù)性和時(shí)間連續(xù)性的數(shù)據(jù)同化新算法。吳尚蓉介紹,此次發(fā)表的研究成果是在兼顧作物生長模型和遙感數(shù)據(jù)二者優(yōu)勢基礎(chǔ)上,一定程度上彌補(bǔ)了常用同化算法的不足。其中,主要兼顧了兩方面的優(yōu)勢,第一,融入了作物生長模型的機(jī)理性及其對作物生長過程變化連續(xù)模擬的能力,第二,結(jié)合衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),利用了衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)空間連續(xù)性較強(qiáng)的特點(diǎn)。最終,科學(xué)家們提出了遙感信息與作物生長模型數(shù)據(jù)同化新算法,并成功構(gòu)建了作物估產(chǎn)同化系統(tǒng)。

      在此前的實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家們在河北衡水全域范圍內(nèi),以冬小麥為對象,進(jìn)行區(qū)域冬小麥產(chǎn)量定量模擬和估算,作物估產(chǎn)同化系統(tǒng)在單點(diǎn)尺度和區(qū)域尺度作物單產(chǎn)模擬中都達(dá)到較高精度水平,證明了所提數(shù)據(jù)同化新算法及同化系統(tǒng)在大范圍作物單產(chǎn)定量模擬中具有一定可行性和有效性。其中,區(qū)域作物單產(chǎn)的估產(chǎn)準(zhǔn)確度可達(dá)到95%以上,且彌補(bǔ)了常用遙感統(tǒng)計(jì)估產(chǎn)模型無法對作物生長變化過程和產(chǎn)量形成進(jìn)行定量化解釋的不足。

      據(jù)介紹,該估產(chǎn)同化系統(tǒng),是對國際現(xiàn)有遙感與作物生長模型數(shù)據(jù)同化算法和同化系統(tǒng)的有益補(bǔ)充,對提高遙感與作物生長模型數(shù)據(jù)同化的作物產(chǎn)量模擬估算精度和水平都具有重要的科學(xué)意義,對開展大范圍作物產(chǎn)量模擬預(yù)測、區(qū)域作物生長監(jiān)測評價(jià)和保障國家糧食安全等,也具有重要應(yīng)用價(jià)值。

      該研究得到國家自然科學(xué)基金(創(chuàng)新研究群體)、中國科協(xié)青年人才托舉工程和中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目共同資助。
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