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我科學(xué)家創(chuàng)建我國(guó)第一個(gè)高精度、大尺度和短周期的國(guó)家農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
“農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)”成果榮獲2014年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)
發(fā)布時(shí)間:2015-01-21
|來源: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所
1月9日,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所唐華俊研究員牽頭完成的 “農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)”成果獲得2014年度國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
受大陸性季風(fēng)氣候的影響,我國(guó)農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害種類眾多、發(fā)生頻繁、范圍廣泛、危害嚴(yán)重。因此,及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取我國(guó)農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害動(dòng)態(tài)發(fā)生發(fā)展和損失信息對(duì)于科學(xué)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)、確保國(guó)家糧食安全、以及服務(wù)國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易具有重要意義。
遙感技術(shù)因其高時(shí)效、高精度和大范圍等特點(diǎn),迅速成為區(qū)域旱澇災(zāi)情信息獲取的重要途徑。美國(guó)、歐盟等相繼研發(fā)了以遙感技術(shù)為主的農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng),在農(nóng)業(yè)減災(zāi)救災(zāi)和生產(chǎn)管理中發(fā)揮了重要作用。國(guó)內(nèi)自上世紀(jì)90年代開始研究農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)技術(shù),但仍存在農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害的遙感監(jiān)測(cè)機(jī)理不明確,旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)理論體系沒有建立,旱澇災(zāi)害關(guān)鍵參數(shù)的區(qū)域遙感定量反演難以實(shí)現(xiàn),農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)精度低;我國(guó)復(fù)雜災(zāi)情條件下農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害信息快速獲取、災(zāi)害時(shí)空動(dòng)態(tài)變化遙感監(jiān)測(cè)和災(zāi)害損失定量評(píng)估等關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展滯后,響應(yīng)時(shí)效性差;以及我國(guó)農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范欠缺,大區(qū)域尺度的農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)尚未建立,業(yè)務(wù)化應(yīng)用和信息服務(wù)難以保障,總體應(yīng)用范圍較小等關(guān)鍵技術(shù)難題。
針對(duì)這些技術(shù)難題,從1998 年開始,在國(guó)家主體科技計(jì)劃和有關(guān)部委財(cái)政專項(xiàng)的支持下,中國(guó)農(nóng)科院資劃所唐華俊研究員帶領(lǐng)的農(nóng)業(yè)遙感團(tuán)隊(duì),結(jié)合農(nóng)業(yè)主管部門的災(zāi)情信息需求,緊扣“理論創(chuàng)新-技術(shù)突破-應(yīng)用服務(wù)”的主線,以農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)的理論創(chuàng)新為切入點(diǎn),重點(diǎn)突破了“旱澇災(zāi)害信息快速獲取、災(zāi)情動(dòng)態(tài)解析和災(zāi)損定量評(píng)估”3大技術(shù)瓶頸,創(chuàng)建了國(guó)內(nèi)首個(gè)精度高、尺度大和周期短的國(guó)家農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了國(guó)家和區(qū)域尺度的業(yè)務(wù)化應(yīng)用和信息服務(wù),總體技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn),地表蒸散發(fā)遙感估算和洪澇水體遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。發(fā)表學(xué)術(shù)論文112篇(SCI 論文52篇),出版專著7部,取得發(fā)明專利4項(xiàng)、軟件著作權(quán)12項(xiàng),制訂標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范15項(xiàng),對(duì)農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)行業(yè)科技進(jìn)步起到了重要推動(dòng)作用。
創(chuàng)新了面向農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)的理論體系。構(gòu)建了以地表蒸散發(fā)參數(shù)為核心的農(nóng)業(yè)干旱遙感定量反演理論和農(nóng)業(yè)干旱參數(shù)遙感反演的空間尺度效應(yīng)解析理論體系,實(shí)現(xiàn)了全國(guó)尺度地表蒸散發(fā)等干旱核心參數(shù)的全遙感反演,在華北和西北典型試驗(yàn)區(qū)反演精度提高到90%以上。針對(duì)傳統(tǒng)洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)與作物生長(zhǎng)發(fā)育過程難以匹配的難題,提出農(nóng)業(yè)洪澇災(zāi)害全過程數(shù)值解析理論,精確解析了農(nóng)業(yè)洪澇災(zāi)害發(fā)生的全過程及其對(duì)作物生長(zhǎng)過程的影響機(jī)理,奠定洪澇災(zāi)害作物災(zāi)損定量評(píng)估的理論基礎(chǔ)。
突破了農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)精度低、時(shí)效差的技術(shù)難題。建立了“星-機(jī)-地”多平臺(tái)一體化的農(nóng)業(yè)災(zāi)害信息快速獲取技術(shù),實(shí)現(xiàn)不同尺度旱澇災(zāi)情信息獲取時(shí)間縮短到24 小時(shí)以內(nèi)。創(chuàng)建了多模型整合的土壤墑情監(jiān)測(cè)技術(shù),實(shí)現(xiàn)全國(guó)土壤墑情常規(guī)監(jiān)測(cè)10天1次,應(yīng)急監(jiān)測(cè)3天1次;率先建立了光學(xué)水體高精度提取技術(shù)、全波段和主被動(dòng)遙感協(xié)同的微波全天候水體識(shí)別技術(shù),實(shí)現(xiàn)區(qū)域洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)保證率由不足75%提高到90%以上。研制了面向作物全生育期的旱澇災(zāi)害損失遙感評(píng)估技術(shù),實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物洪澇受損等級(jí)劃分,作物干旱遙感診斷準(zhǔn)確率達(dá)94%;采用淹沒損失曲線法,建立了針對(duì)不同農(nóng)作物和發(fā)育期的受損面積和受損程度快速評(píng)估技術(shù),實(shí)現(xiàn)了影像獲取后4小時(shí)內(nèi)可上報(bào)災(zāi)損評(píng)估結(jié)果。
實(shí)現(xiàn)了高精度、短周期和多尺度的農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)信息服務(wù)與決策支持。研制了由15個(gè)工作執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)組成的國(guó)家和區(qū)域尺度農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。創(chuàng)建了國(guó)內(nèi)首個(gè)國(guó)家農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)信息采集、數(shù)據(jù)處理、災(zāi)情解析、災(zāi)損評(píng)估和信息發(fā)布等規(guī)范化和流程化作業(yè)。自2002 年開始,系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行超過10年,應(yīng)用于農(nóng)業(yè)部、國(guó)家防汛抗旱總指揮部、中國(guó)氣象局和國(guó)家減災(zāi)中心等部門的全國(guó)農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)工作,在多次重(特)大農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)中發(fā)揮了重要作用;并先后在黑龍江、河南和山東等15個(gè)省進(jìn)行推廣應(yīng)用,累計(jì)監(jiān)測(cè)受災(zāi)面積34.9億畝,實(shí)現(xiàn)間接經(jīng)濟(jì)效益243億元。尤其在2003 年和2007 年淮河流域重大洪澇、2008 年汶川地震后堰塞湖、2009 年黃淮海冬小麥產(chǎn)區(qū)特大干旱、2010 年長(zhǎng)江流域洪澇和西南特大干旱,以及2013 年東北松花江流域洪澇等重(特)大農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)與評(píng)估中發(fā)揮了重要作用。(通訊員 唐鵬欽)

遙感技術(shù)因其高時(shí)效、高精度和大范圍等特點(diǎn),迅速成為區(qū)域旱澇災(zāi)情信息獲取的重要途徑。美國(guó)、歐盟等相繼研發(fā)了以遙感技術(shù)為主的農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng),在農(nóng)業(yè)減災(zāi)救災(zāi)和生產(chǎn)管理中發(fā)揮了重要作用。國(guó)內(nèi)自上世紀(jì)90年代開始研究農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)技術(shù),但仍存在農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害的遙感監(jiān)測(cè)機(jī)理不明確,旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)理論體系沒有建立,旱澇災(zāi)害關(guān)鍵參數(shù)的區(qū)域遙感定量反演難以實(shí)現(xiàn),農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)精度低;我國(guó)復(fù)雜災(zāi)情條件下農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害信息快速獲取、災(zāi)害時(shí)空動(dòng)態(tài)變化遙感監(jiān)測(cè)和災(zāi)害損失定量評(píng)估等關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展滯后,響應(yīng)時(shí)效性差;以及我國(guó)農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范欠缺,大區(qū)域尺度的農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)尚未建立,業(yè)務(wù)化應(yīng)用和信息服務(wù)難以保障,總體應(yīng)用范圍較小等關(guān)鍵技術(shù)難題。
針對(duì)這些技術(shù)難題,從1998 年開始,在國(guó)家主體科技計(jì)劃和有關(guān)部委財(cái)政專項(xiàng)的支持下,中國(guó)農(nóng)科院資劃所唐華俊研究員帶領(lǐng)的農(nóng)業(yè)遙感團(tuán)隊(duì),結(jié)合農(nóng)業(yè)主管部門的災(zāi)情信息需求,緊扣“理論創(chuàng)新-技術(shù)突破-應(yīng)用服務(wù)”的主線,以農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)的理論創(chuàng)新為切入點(diǎn),重點(diǎn)突破了“旱澇災(zāi)害信息快速獲取、災(zāi)情動(dòng)態(tài)解析和災(zāi)損定量評(píng)估”3大技術(shù)瓶頸,創(chuàng)建了國(guó)內(nèi)首個(gè)精度高、尺度大和周期短的國(guó)家農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了國(guó)家和區(qū)域尺度的業(yè)務(wù)化應(yīng)用和信息服務(wù),總體技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn),地表蒸散發(fā)遙感估算和洪澇水體遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。發(fā)表學(xué)術(shù)論文112篇(SCI 論文52篇),出版專著7部,取得發(fā)明專利4項(xiàng)、軟件著作權(quán)12項(xiàng),制訂標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范15項(xiàng),對(duì)農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)行業(yè)科技進(jìn)步起到了重要推動(dòng)作用。
創(chuàng)新了面向農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)的理論體系。構(gòu)建了以地表蒸散發(fā)參數(shù)為核心的農(nóng)業(yè)干旱遙感定量反演理論和農(nóng)業(yè)干旱參數(shù)遙感反演的空間尺度效應(yīng)解析理論體系,實(shí)現(xiàn)了全國(guó)尺度地表蒸散發(fā)等干旱核心參數(shù)的全遙感反演,在華北和西北典型試驗(yàn)區(qū)反演精度提高到90%以上。針對(duì)傳統(tǒng)洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)與作物生長(zhǎng)發(fā)育過程難以匹配的難題,提出農(nóng)業(yè)洪澇災(zāi)害全過程數(shù)值解析理論,精確解析了農(nóng)業(yè)洪澇災(zāi)害發(fā)生的全過程及其對(duì)作物生長(zhǎng)過程的影響機(jī)理,奠定洪澇災(zāi)害作物災(zāi)損定量評(píng)估的理論基礎(chǔ)。
突破了農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)精度低、時(shí)效差的技術(shù)難題。建立了“星-機(jī)-地”多平臺(tái)一體化的農(nóng)業(yè)災(zāi)害信息快速獲取技術(shù),實(shí)現(xiàn)不同尺度旱澇災(zāi)情信息獲取時(shí)間縮短到24 小時(shí)以內(nèi)。創(chuàng)建了多模型整合的土壤墑情監(jiān)測(cè)技術(shù),實(shí)現(xiàn)全國(guó)土壤墑情常規(guī)監(jiān)測(cè)10天1次,應(yīng)急監(jiān)測(cè)3天1次;率先建立了光學(xué)水體高精度提取技術(shù)、全波段和主被動(dòng)遙感協(xié)同的微波全天候水體識(shí)別技術(shù),實(shí)現(xiàn)區(qū)域洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)保證率由不足75%提高到90%以上。研制了面向作物全生育期的旱澇災(zāi)害損失遙感評(píng)估技術(shù),實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物洪澇受損等級(jí)劃分,作物干旱遙感診斷準(zhǔn)確率達(dá)94%;采用淹沒損失曲線法,建立了針對(duì)不同農(nóng)作物和發(fā)育期的受損面積和受損程度快速評(píng)估技術(shù),實(shí)現(xiàn)了影像獲取后4小時(shí)內(nèi)可上報(bào)災(zāi)損評(píng)估結(jié)果。
實(shí)現(xiàn)了高精度、短周期和多尺度的農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)信息服務(wù)與決策支持。研制了由15個(gè)工作執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)組成的國(guó)家和區(qū)域尺度農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。創(chuàng)建了國(guó)內(nèi)首個(gè)國(guó)家農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)信息采集、數(shù)據(jù)處理、災(zāi)情解析、災(zāi)損評(píng)估和信息發(fā)布等規(guī)范化和流程化作業(yè)。自2002 年開始,系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行超過10年,應(yīng)用于農(nóng)業(yè)部、國(guó)家防汛抗旱總指揮部、中國(guó)氣象局和國(guó)家減災(zāi)中心等部門的全國(guó)農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)工作,在多次重(特)大農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)中發(fā)揮了重要作用;并先后在黑龍江、河南和山東等15個(gè)省進(jìn)行推廣應(yīng)用,累計(jì)監(jiān)測(cè)受災(zāi)面積34.9億畝,實(shí)現(xiàn)間接經(jīng)濟(jì)效益243億元。尤其在2003 年和2007 年淮河流域重大洪澇、2008 年汶川地震后堰塞湖、2009 年黃淮海冬小麥產(chǎn)區(qū)特大干旱、2010 年長(zhǎng)江流域洪澇和西南特大干旱,以及2013 年東北松花江流域洪澇等重(特)大農(nóng)業(yè)旱澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)與評(píng)估中發(fā)揮了重要作用。(通訊員 唐鵬欽)
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