高分六号卫星助力农业监测_卫星介绍_论文分享_数据获取

卫星遥感已经成为农业发展的重要支持工具。《“数据要素X”三年行动计划(2024-2026年)》指出,在现代农业交通运输、应急管理等领域鼓励探索利用遥感数据。为什么高分六号会经常应用于农业检测呢？本文将介绍高分六号卫星的农业检测特性、在农业应用中的优势、具体农业应用以及农业产品数据的获取。

 

1.  高分六号卫星介绍

2016年6月2日，由农业农村部作为牵头主用户的高分六号卫星在甘肃酒泉卫星发射中心成功发射，这标志着蓝天下的中国农业有了专属的“中国天眼”。

高分六号卫星配置2米全色/8米多光谱高分辨率相机、16米多光谱中分辨率宽幅相机，2米全色/8米多光谱相机观测幅宽90公里，16米多光谱相机观测幅宽800公里。高分相机带有2m空间分辨率的全色(PAN)、8m空间分辨率的4谱段多光谱(PMS)图像产品，宽幅相机带有16m空间分辨率的8谱段多光谱(WFV)图像产品。

高分六号卫星发射后，将与2013年发射的高分一号卫星进行组网，使得卫星的重访周期从4天缩短到2天，数据保障能力翻倍，快速实现对作物和农田环境的监测。

高分六号拍摄的三峡大坝（图源：中国空间技术研究院）

2. 论文分享：高分六号卫星在农业资源遥感监测中的典型应用

（1）论文引用

刘佳,王利民,滕飞,姚保民,杨福刚,季富华,李丹丹.高分六号卫星在农业资源遥感监测中的典型应用[J].卫星应用,2020,(12):18-25.

（2）农业资源遥感监测主要内容及其时空尺度需求

• 农业资源遥感监测可以分为农业种植、畜牧水产养殖、设施农业、农业工程监测以及农村宜居环境监测五个方面；
• 农业种植监测的内容主要包括农作物种植面积、长势、墒情、产量、品质、灾害以及土壤肥力等内容的监测；
• 畜牧水产养殖主要包括养殖场所分布、数量和面积等信息，并且结合其他信息来源也可以对牲畜数量、渔获产量等进行估计；
• 设施农业的监测内容主要包括各类大棚的监测，有为发展蔬菜生产的温室，有为改善温度和土壤湿度的大田作物拱棚，有为改善光照条件的选择性透光棚，也有为作物提前播种的地膜覆盖土地等；
• 农业工程监测主要包括各级政府、企业、个人投资建设的农业工程设施，如农田平整、沟渠建设、田间道路等，以及对工程进度及实施效果的监测；
• 农村宜居环境建设等包括居民点数量、空间分布，以及居民点内宅基地、卫生设施、垃圾点等内容的监测应用；
• 还存在着全口径、全覆盖、全生产期，以及空间分辨率的监测要求

​​​​​​​（3）高分六号卫星参数及农业资源遥感应用的优势

• 覆盖范围的优势：

实现了16m中空间分辨率全国陆地范围的高频率重访观测——从分省情况看，全国WFV数据月平均覆盖次数7.3次，最小和最大覆盖次数分别为3.5和9.6次；

云量最高、最低区域，GF-6 WFV数据晴空获取能力分别为0.8次和7.0次，全国平均每月3.87次。

• 红边等新增谱段的优势：

多谱段的优势，新增各谱段对农作物识别精度都有一定的提升能力；

与原始的4谱段数据相比，单独增加一个红边2精度能提升3.3%以上。其他无论哪种原始4谱段+包括红边2谱段在内的组合，精度提升都在3.2%～3.5%之间；而其他没有红边2的组合，精度提升范围在0.0～0.8%之间，都没有大于1.0%。

• 空间分辨率的优势：

与其他高分卫星2m、8m数据相一致，GF-6卫星的两个高分辨率传感器数据，同样提高了农作物地物类型的识别精度；

一般情况下，2m、8m数据都是结合使用，满足对地块尺度需求较高的监测应用。

三种GF-6数据对大蒜的识别能力

（4）高分六号卫星农业资源遥感监测的典型应用

• 农业种植领域应用示例：监测核心是农作物种植面积、农作物长势以及农作物产量监测；叶面积指数和叶片氮含量是标示农作物长势的两个重要指标；生物量与作物产量是农作物生产能力的评价。
• 畜牧水产养殖应用示例：基于GF-6卫星2018年10月30日的PAN/PMS影像、2018年11月23日WFV数据，采用面向对象和目视解译相结合的分类方法，识别并提取湖南省湘阴县陆地水产养殖水面的分布状况
• 设施农业应用示例：基于2018年9月22日的PAN/PMS，采用目视解译方法对河北省饶阳县局部区域的蔬菜大棚进行识别
• 农业工程应用示例：我国东北地区的玉米大豆轮作休耕监测

吉林敦化地区GF-6 WFV不同谱段组合的识别效果

3. 农业资源遥感监测以及高分六号卫星数据获取

数字地球开放平台所提供的农业生产遥感监测系列产品，融合遥感卫星、低空无人机等多种监测方式，通过多期遥感影像数据叠加对比实现监测区域农业全要素动态监测，从而为农业生产辅助决策提供有力数据服务支撑。

其中农作物识别和面积遥感监测产品、农作物灾害遥感监测产品以及农作物产量评估遥感监测产品都包括有高分6号的卫星星源。