四川及西南区农业生产遥感动态监测关键技术研发与集成应用

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获奖名称：

科技进步奖

获奖区域：

四川

获奖等级：

二等奖

主要完成人：

黄平;任国业;李宗南;史云;王思;李章成;刘轲;陆苗;魏来;湛洪举;周华茂;姚兴柱;李源洪;曾良修;刘卫东;涂军;钟亚凤;蒋怡;王昕;张驰;王小燕;刘忠友;董秀春;蒋梓淳;柳健;刘泳伶;陈雨薇;潘炜

第一完成单位：

四川省农业科学院遥感应用研究所

获奖时间：

2018

项目名称：

粮食安全预警的关键空间信息技术合作研究

联系人：

刘泳伶

联系电话：

028-84504160

电子邮件：

511209182@qq.com

邮编：

地址：

四川省成都市锦江区静居寺路20号

合作完成单位：

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所

单位电话：

028-84504160;84504600

传真：

028-84791844

网址：

推荐单位(专家)：

农业农村厅

摘要：

　　（一）主要研究内容概述 　　四川是我国西南粮食主产区，对国家粮食安全至关重要。长期以来，四川的大宗作物农业生产状况调查工作主要利用传统的人工统计方法完成，其时效低、成本高、精度差，严重影响了国家和省农业主管部门及时、准确获取大宗农作物面积、长势、产量等基本信息，影响了粮食安全政策的制定。本研究针对以上问题进行改进，主要研究内容如下： 　　（1）面对未来气候变化对西南产区粮食生产潜力和未来需求方法； 　　（2）遥感影像及地面样方的天空地一体化农作物面积监测技术； 　　（3）定量遥感支撑下的作物长势监测与产量预测方法； 　　（4）作物灾害面积快速估算、灾情评估方法； 　　参与建立并运行全国大宗作物农业遥感监测业务系统，将研究成果在四川、重庆及云南等地推广应用，为保障国家粮食安全、提升我国农业国际贸易的竞争力做出了贡献。 　　（二）主要创新点 　　1. 构建了基于“机制法”的主要作物生产力潜力模型，系统分析了全球粮食安全和面对未来气候变化对西南产区小麦、玉米、水稻增产潜力的影响。通过基于GIS的EPIC模型结合Agent模型模拟未来粮食总产量以及IFPSIM模型模拟的未来粮食需求量，系统评估了未来20年包括西南区在内的中国粮食安全状况，并提出相应的农业应对政策。 　　2. 创建了基于遥感影像和地面样方的天空地一体化大宗作物面积监测技术；研发了多源数据融合、混合像元分解、高精度无人机遥感地面样方调查、尺度转换等技术与方法。有效解决了西南地区农业遥感受云雾、地块破碎影响等难题，提高了监测频率和精度。经过26年的研究探索，2010年参与建立了全国大宗农作物遥感监测业务化运行系统，实现了连续8年的业务化运行。 　　3. 探明了LAI和叶绿素定量遥感反演、作物模型、遥感指数与农作物长势等技术;定量研究了冠层反射率（canopy reflectance,CR）模型光谱模拟误差LAI反演的影响，并通过波段选择，限制了上述影响；定量研究了遥感影像光谱分辨率对LAI反演的影响；将多阶段目标决策（MSDT）法与面向对象（object-based）反演法有机结合，提出了“多阶段反演”概念模型和面向对象的多阶段反演法，改善了常规基于查找表（look-up-table, LUT）反演中的“病态反演”问题。初步形成了基于定量遥感支撑的作物模型与数据同化的作物长势监测与产量预测方法。 　　4. 提出了基于无人机和卫星遥感影像的玉米倒伏快速统计方法，研制了基于遥感技术的农作物灾害快速统计方法，开发了农业遥感旱灾、农作物病虫害遥感监测、农作物倒伏等业务化运行系统，提高了作物产量估计精度。 　　（三）核心知识产权情况 　　与创新点有关的论文共发表51篇，其中SCI收录16篇，EI收录15篇，中文核心收录20篇，专利3项，软件著作权8项。 　　（四）效益情况 　　通过参与建立并有运行全国大宗作物农业遥感监测业务系统，近8年中，共计向农业农村部及时提供四川、重庆、云南三省5种大宗农作物监测数据11196份，专题报告报104份，其中2015年甘蔗监测专题报告获国家副总理汪洋同志的圈阅。这些数据资料，纳入了国务院粮食安全生产要情每半月部级会商制度和农业农村部“国家农情信息发布日历”，为国家及时制定农业生产政策、调整结构、休耕轮作、水土监测和国际粮食贸易等提供了可靠数据，从而为保障我国粮食安全和经济社会健康稳定持续发展服务，也为解决我国人口、耕地、资源、环境等问题服务，取得了显著的社会效益。 　　通过对四川及西南区大宗作物面积、长势、灾害监测和产量估算，为政府及时出台农业生产管理政策措施，能有效的促进劳动生产率和大宗农作物产量的提高,减少国外农产品对国内市场的冲击，同时也明显减少因错误决策所带来农业损失。按四川省及西南区大宗作物产量的1%价格收益（价格增长或防止价格减少）的5%计算，其八年累计效益达14.42亿元。 　　通过参与编制了农业农村部《农村土地承包经营权调查规程（NY/T 2537-2014）》，对四川20个县，1000余万亩耕地，近2亿元的承包地确权工程进行技术服务，解决技术难题，确保了近70万户农民家庭承包地四至清晰、权属明确；派出专家对四川100余县进行了技术指导，得到了地方农业农村部门的来函感谢。对西藏农牧厅承包地确权工作提供技术支持，保障了全区近600万亩耕地确权工作的顺利推进，受到了自治区政府的来函表彰。这些工作，为农村的进一步改革奠定了坚实的基础，取得了显著的社会效益。 　　为四川省农业厅提供粮食生产功能区和重要农产品保护区提供支持支撑，制定《技术细则》，指导四川两区划定工作；为西藏农牧厅提供粮食生产功能区和重要农产品保护区提供支持支撑，制定《技术细则》，指导全区亩两区划定工作，为国家粮食安全做贡献，取得了显著的社会效益。