Cập nhật chính sách | Sử dụng công nghệ viễn thám siêu phổ để hỗ trợ quy hoạch một quốc gia nông nghiệp vững mạnh

Định hướng chính sách cốt lõi và trọng tâm chính xác của Viện Hàn lâm Khoa học Vũ trụ Xiguang (CAS Xiguang Aerospace)

theo Kế hoạch đẩy nhanh tiến độ xây dựng một quốc gia nông nghiệp hùng mạnh (2024-2035)Yêu cầu đặt ra là việc xây dựng một quốc gia nông nghiệp hùng mạnh sẽ tập trung vào... Nông nghiệp thông minh, sử dụng tài nguyên hiệu quả, phòng chống thiên tai và an ninh lương thực.Bốn lĩnh vực cốt lõi. Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics CAS Aerospace Science and Technology Group Co.,LTD dựa trên... Viễn thám siêu phổ, dữ liệu lớn từ vệ tinh và thuật toán trí tuệ nhân tạoTrao quyền cho bạn một cách toàn diện từ các khía cạnh sau:

Nông nghiệp thông minh: Công nghệ thúc đẩy quản lý chính xác

Yêu cầu về chính sách: Đẩy nhanh tiến độ xây dựng mạng lưới quan trắc nông nghiệp tích hợp từ trên không xuống mặt đất để thúc đẩy số hóa và thông minh hóa sản xuất nông nghiệp.

Giải pháp hàng không vũ trụ Zhongke Xiguang:

Giám sát từ xa bằng phương pháp siêu phổ: Hàng không vũ trụ Zhongke Xiguang Dựa trên các chòm vệ tinh siêu phổ được phát triển độc lập, các cụm cảm biến từ xa UAV và mạng lưới cảm biến Internet vạn vật (IoT) trên mặt đất, một hệ thống quan sát nông nghiệp "trên không - dưới đất" tích hợp đang được xây dựng.,vượt qua Kết hợp dữ liệu đa nguồn (hình ảnh siêu phổ 0,4-2,5μm + cảm biến khí tượng/đất đai thời gian thực), cùng với các thuật toán trí tuệ nhân tạo (học sâu kép và mô hình vật lý).,hoàn thành Giám sát động lực tăng trưởng cây trồng、 Chẩn đoán tình trạng thiếu hụt dinh dưỡng nitơ, phốt pho và kali.、 Phát hiện sớm bệnh tật và sâu hại bằng quang phổ.Và kết hợp với nền tảng dữ liệu lớn trong nông nghiệp, tạo ra " Báo cáo chẩn đoán sức khỏe "Một lĩnh vực, một chính sách",ủng hộ Tưới tiêu thay đổiVà cảnh báo sớm thảm họara quyết định.

Sử dụng tài nguyên hiệu quả: Bảo vệ ranh giới đỏ của đất canh tác và an ninh sinh thái

Yêu cầu về chính sách: Tăng cường giám sát chất lượng đất canh tác và thúc đẩy sử dụng hiệu quả, tiết kiệm tài nguyên nước và đất. Hoàn thiện cơ chế tiếp nhận và kiểm định chất lượng đất canh tác bổ sung, kiên quyết bảo vệ ranh giới đỏ đối với việc bảo vệ 1,865 tỷ mẫu đất canh tác và 1,546 tỷ mẫu đất nông nghiệp cơ bản lâu dài.

Giải pháp hàng không vũ trụ Zhongke Xiguang:

1) Giám sát cỏ dại và độ ẩm đất: Xác định chính xác sự phân bố đất, cây trồng và cỏ dại dựa trên công nghệ siêu phổ. Phân tích độ ẩm đất theo thời gian thực、 Hàm lượng độ ẩmVà Chỉ số thực vật (NDVI)， Xây dựng động mô hình kết hợp giữa độ ẩm đất và cỏ dại trong đất nông nghiệp,vì Phục hồi chính xác đất nông nghiệp bị suy thoáiVà Tưới tiêu tiết kiệm nướcCung cấp hỗ trợ dữ liệu.

2) Giám sát ranh giới đỏ sinh thái: Dựa trên công nghệ viễn thám vệ tinh đa nguồn, một mạng lưới giám sát động tần số cao được xây dựng. Thông qua phân đoạn ảnh độ phân giải cao và phân tích đặc điểm kết cấu, ranh giới không gian của đất nông nghiệp và đất rừng bị chiếm dụng trái phép cũng như dấu vết của những thay đổi bề mặt được xác định chính xác.

Bằng cách kết hợp các thuật toán học sâu, địa hình phức tạp và các khu vực thảm thực vật có hình dạng bất thường được trích xuất một cách thích ứng để tạo ra các khu vực bất hợp pháp và báo cáo cảnh báo sớm cho cơ quan thực thi pháp luật, cung cấp cho các sở tài nguyên thiên nhiên khả năng giám sát "từ trên cao" quy mô lớn trong mọi điều kiện thời tiết và hỗ trợ cơ chế thực thi pháp luật khép kín theo kiểu "phát hiện sớm và xử lý nhanh chóng".

Phân loại theo đối tượng được thực hiện dựa trên công nghệ phân đoạn đa tỷ lệ, các đặc trưng quang phổ-kết cấu được tích hợp để tối ưu hóa việc trích xuất lớp phủ đất, các mục tiêu có độ phản xạ cao và đất cát được kết hợp để nâng cao độ chính xác phân loại, và một bản đồ phân bố lớp phủ đất có độ tin cậy cao được tạo ra. Một mô hình tiến hóa không gian-thời gian được xây dựng bằng cách chồng ghép dữ liệu viễn thám lịch sử nhiều kỳ để theo dõi động thái mở rộng đô thị và xu hướng chuyển đổi sử dụng đất.

Phòng chống và kiểm soát thiên tai: Xây dựng rào cản rủi ro vững chắc cho nông nghiệp

Yêu cầu về chính sách:Thiết lập hệ thống giám sát và cảnh báo sớm toàn diện cho toàn bộ chuỗi cung ứng ngũ cốc và các sản phẩm nông nghiệp quan trọng. Cải thiện hệ thống cảnh báo sớm thiên tai nông nghiệp và tăng cường năng lực phòng chống và giảm thiểu thiên tai.

Giải pháp hàng không vũ trụ Zhongke Xiguang:

1) Xác định các khu vực có sự phát triển bất thường:Dựa trên sự kết hợp giữa dữ liệu ánh sáng nhìn thấy và dữ liệu đa phổ từ UAV, cùng với việc hiệu chỉnh hình học, đảo ngược chỉ số thực vật và phân cụm không giám sát, một bản đồ nhiệt về sự phát triển của cây trồng (với các dấu hiệu màu đỏ và vàng biểu thị các khu vực tốt và xấu) được tạo ra, cho phép xác định chính xác và giám sát trực quan các khu vực phát triển bất thường trên toàn vùng.

2) Hệ thống cảnh báo sớm thiên tai hạn hán và lũ lụt:Bằng cách kết hợp dữ liệu viễn thám đa nguồn (quang học/nhiệt hồng ngoại/vi sóng), một mô hình cảnh báo sớm thiên tai hạn hán và lũ lụt được xây dựng:

Hiện tượng đảo ngược độ ẩm đất:Một mô hình đảo ngược được thiết lập bằng cách sử dụng các dải phổ nhạy cảm với độ ẩm đất (SWIR/NIR) để tạo ra bản đồ phân bố độ ẩm đất có độ chính xác cao và phân tích tình trạng thiếu nước hoặc bão hòa nước trong khu vực.

Giám sát động thái hạn hán:Chỉ số hạn hán (như TVDI) được xây dựng bằng cách kết hợp nhiệt độ bề mặt đất (LST) và chỉ số thực vật (NDVI) để định lượng mức độ hạn hán (LST↑+NDVI↓ cho thấy hạn hán nghiêm trọng).

Liên kết chỉ số sinh thái:Bằng cách tích hợp nhiều thông số như độ xanh của thảm thực vật, thành phần độ ẩm và môi trường nhiệt độ, một chỉ số sinh thái viễn thám (RSEI) được xây dựng để đánh giá áp lực sinh thái của đất nông nghiệp trong thời gian thực và xác định các khu vực có nguy cơ cao bị hạn hán và lũ lụt.

3) Phát hiện sớm bệnh tật và sâu hại:Dựa trên công nghệ viễn thám siêu phổ, các tín hiệu sớm của sâu bệnh ở giai đoạn trứng có thể được xác định bằng đặc điểm biến đổi của độ phản xạ quang phổ của lá (độ chính xác > 85%), giúp xác định chính xác các khu vực bùng phát và nâng cao hiệu quả ứng phó kiểm soát lên 50%. Kết hợp với ảnh viễn thám đa thời gian, sự phân bố không gian, mức độ thiệt hại và đường lây lan của sâu bệnh có thể được theo dõi trong thời gian thực. Một mô hình động lực học quần thể có thể được xây dựng để dự đoán xu hướng lây lan của thiên tai, hỗ trợ việc ra quyết định cho việc phun thuốc trừ sâu chính xác và phòng chống thiên tai phối hợp theo vùng, giúp giảm chi phí kiểm soát hơn 30% và thúc đẩy công tác phòng chống thiên tai trong nông nghiệp từ phản ứng thụ động sang chủ động kiểm soát.

An ninh lương thực: Khoa học và công nghệ bảo vệ nguồn cung lương thực của Trung Quốc.

Yêu cầu về chính sách:Chúng ta sẽ đạt được những tiến bộ vững chắc trong vòng hành động mới nhằm tăng năng lực sản xuất ngũ cốc thêm 100 tỷ cân và đẩy nhanh tiến độ xây dựng vành đai công nghiệp an ninh lương thực quốc gia.

Giải pháp hàng không vũ trụ Zhongke Xiguang:

1) Mô hình dự báo sản lượng:Dựa trên sự kết hợp giữa các chỉ số thực vật từ nhiều nguồn viễn thám và dữ liệu lịch sử, một mô hình dự báo năng suất lương thực chính được xây dựng để dự đoán tổng sản lượng trước 60 ngày và phân tích sự không đồng nhất về không gian của toàn khu vực (vị trí các vùng năng suất cao/thấp); kết hợp với các thông số khí tượng và thổ nhưỡng, một bản đồ phân loại tiềm năng năng suất được tạo ra để hỗ trợ quản lý nông nghiệp chính xác và phân bổ nguồn lực tối ưu.

2) Giám sát độ chín của cây trồng:Dựa trên việc đảo ngược các thông số sinh lý đa chiều (như hàm lượng anthocyanin và carotenoid) bằng phương pháp viễn thám siêu phổ, sự không đồng nhất về không gian của độ chín cây trồng được phân tích chính xác; kết hợp với dữ liệu khí tượng để theo dõi động thái hàm lượng ẩm của hạt, một mô hình tương tác giữa độ chín và độ ẩm được xây dựng để dự đoán thời điểm thu hoạch tối ưu cho từng khu vực, rút ​​ngắn chu kỳ hoạt động 15% và tránh rủi ro do mưa, từ đó đạt được hiệu quả thu hoạch và năng suất được cải thiện gấp đôi.

3) Xây dựng đất nông nghiệp đạt tiêu chuẩn cao:dựa trên Mô hình hóa viễn thám 3Dhoàn thành Mô hình song sinh kỹ thuật số độ chính xác cao của đất nông nghiệp cho phép lập kế hoạch thông minh về bố trí mạng lưới mương rãnh và đường sá.Hỗ trợ quản lý số hóa "hàng chục nghìn mẫu đất canh tác màu mỡ" Tăng cường sử dụng đất thêm 20% và tăng năng lực sản xuất thêm 15%.

Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Tây An về Quang điện tử và Hàng không vũ trụ: Phù hợp với Chiến lược Quốc gia

Đến nay, CAS Xiguang Aerospace đã phục vụ Năm tỉnh thành trên khắp cả nước,che phủ Hơn 500.000 mẫu đất canh tácĐiều này đã giúp giảm chi phí và tăng hiệu quả hoạt động cho các doanh nghiệp nông nghiệp. Hơn 75 triệu nhân dân tệTrong tương lai, chúng tôi sẽ tiếp tục đổi mới các kịch bản ứng dụng công nghệ và hỗ trợ toàn diện việc thực hiện nhanh chóng các mục tiêu của "Kế hoạch đẩy nhanh xây dựng quốc gia nông nghiệp mạnh (2024-2035)".