气象科技管理信息系统

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行业专项成果综述-蔗糖产量预测及气象灾害监测评估技术研究

发布者:张岳   来源:   发布时间:2020/4/8 17:00:32   标签:   浏览次数:3516

项目编号GYHY201406030

研究周期2014年1月-2016年12月

国拨经费317万元

项目负责人】匡昭敏

项目骨干成员】李莉、马瑞升、丁美花、刘志平、黄永、孙明、陈燕丽、余凌翔、孙瑞静、钱永兰、宋晓东、黄智刚、钟仕全、欧钊荣、李

项目承担单位广西壮族自治区气象科学研究所

项目协作单位】浙江大学、国家卫星气象中心、云南省气候中心、中国科学院地理科学与资源研究所

主要研究成果

本项目主要围绕我国蔗糖产量预测主题,开展了基于核心试验区的甘蔗生长模型模拟产品为主的生物学产量预报技术、以国产卫星数据为主的甘蔗种植面积遥感估算技术、干旱与寒冻害等对甘蔗产量影响的评估技术、蔗糖总产量预报技术研究及基于上述研究成果的产品制作与信息发布一体化的业务系统平台研发等5项研究与成果转化应用,取得了以下主要成果:

1)建立甘蔗农业气象自动化观测体系,研发基于甘蔗生长图像的发育期自动观测技术及其在观测站网布设中的推广应用;(2)建立甘蔗生长的适宜及致灾临界气象条件指标体系;(3)建立基于HJ等国产卫星数据的甘蔗种植区遥感识别与面积遥感估算技术;(4)构建基于FY-3HJ等国产卫星数据的甘蔗长势遥感动态监测评估技术;(5)建立了基于遥感技术的甘蔗生物学产量预测模型并在糖厂蔗区开展预报服务;(6)建立了甘蔗干旱、寒冻害和大风监测评估预警指标体系和模型;(7)研发基于低空遥感信息的灾害监测评估反演技术;(8)提出了QCANE模型和Apsim-Sugarcane生长模型本地化参数各一套;(9)研究甘蔗主产国蔗糖产量预报关键技术,开展全球蔗糖产量预报,为国家制订食糖价格和进口配额提供科学的决策参考;(10)创建“种田神器”:“气象部门+龙头企业+”的甘蔗智能精准气象服务新模式,有效提高了我国蔗糖产业的国际竞争力,效益显著;(11)开发了甘蔗智能灌溉用水量预报技术,填补了综合应用智能网格天气预报等多源数据进行甘蔗灌溉用水量智能预报的空白;(12)颁布实施国家标准1项《甘蔗干旱灾害等级》、行业标准1项《甘蔗长势卫星遥感评估技术规范》、广西地方标准3项《甘蔗气象服务规范》、《小型气象无人机外场作业规范》、《气象无人机飞行控制系统数据传输协议规范》;(13 研发了基于GIS的蔗糖产量预报与灾害监测评估智能制作发布系统,在全国甘蔗主产省区广西、云南、广东、海南推广应用;(14)依托项目成果先后建成11个试验示范与应用基地;(15)获计算机软件著作权1项(基于GIS的蔗糖产量预报与灾害监测评估智能制作发布系统);获受理发明专利5项;(16)刊发论文20篇(SCI收录3篇、EI收录2篇),完成专著1部;(17)培养博士研究生3名,硕士研究生9名;培训甘蔗相关类技术人员500多人。培养了一支具有较高技术水平、结构合理的甘蔗气象研究与应用的科技骨干队伍。

项目主要创新点为:①创建了全球蔗糖产量预报业务,研发了基于FY-3的甘蔗主产国、蔗区等不同尺度的产量预报模型,推进了国内外蔗糖产量预报业务的创新发展;②基于遥感生物量的精细化甘蔗遥感预报;③甘蔗生长模型的引进及其在核心试验区的本地化改进与应用;2) Apsim-Sugarcane生长模型的本地化改进与应用;④首次应用无人机低空遥感技术开展甘蔗干旱、涝渍、大风倒伏等气象灾害精细化监测评估;⑤甘蔗干旱灾害致灾临界指标的试验研究与分发育期细化及其在智能精准气象服务中的应用;为甘蔗气象灾害监测预警评估提供了理论与技术基础;⑥创建“种田神器”:“气象部门+龙头企业+”的甘蔗智能精准气象服务新模式,有效提高了我国蔗糖产业的国际竞争力,效益显著;⑦首次研发了基于GIS的蔗糖产量预报与灾害监测评估智能制作发布系统。

 

成果应用情况

1、成果业务化应用

项目研究过程中,12次接受各种媒体采访,其中受访的关于白糖期货的访谈视频于20146月上旬在和讯网期市频道和新浪网期市频道同步播出。2014年共编发了长势、灾害监测评估等省级专题服务产品8期,下发指导市县局、市级服务产品16期;20152016年与国家气象中心联合发布了3 “甘蔗主产国蔗糖产量预测”决策服务材料,编发省级产品12期,市级服务产品45期。2017-2019年编发省级产品86期,市县级服务产品52期。指导市县气象局与糖厂、甘蔗站等签订合同协议并开展服务以及科普宣传活动。

开展全球蔗糖产量预报与区域甘蔗产量预报,为国家制订食糖价格和进口配额提供科学的决策参考。2014年至今发布了《世界甘蔗主产国蔗糖产量预报》11期。其中2期“2014/15年度和2015/16年度甘蔗主产国蔗糖产量预报”得到了自治区党委和政府主要领导批示。

以本项目研究成果作为甘蔗气象服务中心的主要技术支撑,开展了系列服务工作,甘蔗气象服务中心2018年度考核名列全国10个特色农业气象中心第一名。2017年,获得广西全区气象部门创新工作一等奖。

2、开展甘蔗智能精准气象服务示范建设,建设了11个示范基地,取得了节本增效的显著经济效益。

针对我国糖料蔗生产成本高、国际竞争力低的痛点,开展了旨在降本增效的甘蔗智慧气象服务关键技术研发与集成创新转化应用,研发了甘蔗农业气象自动化观测、干旱和低温等灾害定量化监测预警评估、主产国长势监测和种植区域遥感识别与面积估算、蔗糖产量预测等支撑技术,创建了融合“墒情实况+天气预报+长势+地块”等多维集成信息的水肥一体化甘蔗智能精准气象服务模式,2017-2018年与广西扶绥县渠黎镇隆地甘蔗专业合作社等共建和共同开展了甘蔗智能精准气象服务的示范应用,示范基地面积约100亩,20192月底组织专家进行测产验收,该示范基地糖料蔗单产达8.5/亩,蔗糖分比该市同时期同类品种高出0.5个百分点,经测算每亩甘蔗可节本约270元、增效约2020元,使糖料蔗生产节本高效,提高了国际竞争力,示范推广辐射面积约2000亩,取得了显著的社会效益和经济效益。获第一届中国气象局气象服务创新大赛三等奖;与广西捷佳润科技有限公司联合研发的甘蔗智能水肥一体化管理系统获习总书记点赞为“种田神器”,取得了显著的社会效益和经济效益。

3、通过媒体采访、培训授课、成果展示等方式提高推广力度和扩大服务受众面,培训甘蔗相关类技术人员500多人。

针对甘蔗智慧直通式服务和研究期内出现的多次低温、台风等天气过程,分别接受了中央二台财经栏目、中国气象报、气象频道等媒体的采访;2016年气象日,通过播放微信自媒体采访视频对开展的智慧农业气象服务的示范建设与服务应用进行了宣传推广。

20182019年开展了系列宣传活动,先后在人民政协报、广西日报、广西新闻网、中国气象报、新浪财经、广西糖办等媒体上进行了广泛的宣传报道。

在第二届中国-东盟气象论坛举办的“东盟国家灾害性强对流天气临近预报技术示范培训班”上,在扶绥示范基地进行了现场授课和展示交流了甘蔗智慧气象服务示范建设情况及智能精准灌溉预报技术,甘蔗智慧气象服务及相关研究吸引了众多国外专家学者,甘蔗气象服务也逐渐走向国际。

宣传片《智慧气象助力蔗糖产业》获第二届全国气象宣传作品观摩交流活动评比为广播视频类三等奖。

        4、在多次重大灾害天气过程中开展针对性服务,防灾减灾效益显著。如通过直通式服务系统和微信等自媒体,与捷佳润水肥管理公司等相关专业公司合作,针对2016年多次高温、降雨、台风等天气过程开展了灌溉预报等水肥一体化气象服务,提供了基于蔗区土壤水分监测实况和结合未来天气预报的灌水量预报,特别是针对2次台风过程,均提前5天指出不宜灌溉,取得了节本增效的效益。据调研,每减少一次这样的灌溉过程,可以节约灌溉成本约50/.次。

 

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