高光谱遥感——粮食安全的“守护星”

仓廪实，天下安。粮食安全是“国之大者”，是关乎国计民生的头等大事。抓好粮食生产，确保粮食安全，离不开卫星遥感信息的获取和应用。

过去，我国农业气象领域的卫星遥感信息依赖于国外遥感数据支持。数据不自主，业务便不可靠，发展自己的农业气象卫星遥感业务迫在眉睫。党的十八大以来，以风云气象卫星为代表的自主国产卫星遥感数据逐渐成为业务应用的主流，改变了农业气象遥感数据依赖国外的局面。知冷知热的“百姓星”，成为“国之大者”的“守护星”。

擦亮“慧眼”  知天而作

俗语说“看天吃饭”，气象条件对农业生产有着重要影响，卫星则是捕捉气象条件和农业生产情况的一双“慧眼”。

卫星遥感监测围绕农业气象的三个关键方面，即作物种植分布监测、作物长势监测、农业气象灾害监测开展。国家卫星气象中心副研究员张明伟介绍，农业气象遥感工作的实质是定性或定量评价过去及未来的气象条件对作物生长的影响情况。快速准确地掌握作物种植空间分布，能提高作物种植分布与气象要素分布的时空匹配精度，对于提高农业气象灾害监测预警和作物产量气象预报的准确性具有重要意义。今年5月，中国气象局“国-省-市/县”一体化大宗作物分布遥感监测体系初步建成，高空间分辨率的冬小麦分布遥感产品首次应用于中国气象局夏收粮食作物产量气象预报和农业气象灾害监测预警业务，为保障粮食丰收增添“利器”。

正值“三夏”大忙时节，今年的夏收是一场硬仗。2021年，我国北方经历了罕见秋汛，多地冬小麦播期推迟、苗情偏差，夺取夏粮丰收遇到极大挑战。国家气象中心正研级高级工程师吴门新说，“为打赢这场夏粮保卫战，气象部门在卫星遥感方面加强与农业农村部门及种粮大省联动，建立国省两级农业气象遥感监测联动机制，利用多源卫星遥感资料综合研判冬小麦长势情况，及时向有关部门提供了作物长势及气象条件影响的分析报告，为相关部门开展冬小麦春管工作提供了有力的技术支撑。如今麦收已近尾声，收获情况良好，农业气象遥感服务得到各方的好评。”

从“看天吃饭”到“知天而作”，卫星遥感使农业生产从未知走向已知，将被动化为主动。

藏粮于技   端好饭碗

解决吃饭问题，根本出路在科技。实现“饭碗主要装中国粮”，就要加强对我国主要粮食作物的监测与管理。

近年来，中国气象局、中国科学院、农业农村部等部门将风云气象卫星资料作为数据源，开展国内外重要产粮区气象灾害监测及小麦、玉米、水稻和大豆等主要粮食作物长势监测与产量估算，为科学决策提供了重要可靠的参考依据。

中国农业科学院研究员毛克彪认为，在农业生产中，农业气象灾害对我国粮食产量影响很大，其中干旱的影响最甚。地表温度和土壤水分是干旱监测中的重要参数，以前主要通过气象站点获取相关数据，但站点相对稀疏，空间代表性不够，人工方式又费时费力。随着气象卫星的发展，波段数量和辐射分辨率不断优化，其红外遥感数据可反演地表温度，微波亮温数据可反演土壤水分，给气象灾害监测预警及作物长势监测、产量估算提供了有力支撑。

遥感定量反演产品的农作物与农田环境参数，以风云气象卫星数据为基础，为作物生长模型、数据同化系统以及作物估产等应用提供了可靠的农作物生长关键参数，为田间农业管理提供有价值的参考。

风云气象卫星不断在关键技术方面取得突破，为端好中国饭碗、守好中国粮食贡献智慧力量。

仰望星空   未来可期

如今，风云三号E星、风云四号B星及其地面应用系统转入业务试运行，为未来农业卫星遥感业务的发展带来新的可能。

面向未来，中国气象局将充分利用风云三号系列气象卫星的全球观测能力，开展全球粮食主产区作物长势和农业气象灾害监测，为全球粮食安全气象风险监测预警业务提供支持；开展基于高分辨卫星的作物种植分布遥感监测，提高作物面积监测的准确性和精细化程度；开展高光谱遥感技术研发，满足农业定量遥感、作物品种与品质监测、灾害遥感监测等需求；发展微波遥感技术，满足关键作物生长期与关键农事管理节点对全天候遥感数据的需求。

过去十年，风云气象卫星在农业生产应用上取得了全面发展与进步，成绩斐然。未来十年，随着气象卫星工程建设的推进，以及传感器、大数据、人工智能等技术的发展，风云气象卫星将围绕现代农业发展的需求，在农业生产领域持续深耕，做好粮食安全的“守护星”。