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行业专项成果综述-作物湿渍害星地一体化监测与预警技术研究及应用示范

发布者:张岳   来源:   发布时间:2018/11/8 15:13:15   标签:   浏览次数:3866

项目编号GYHY201406028

研究周期2014年1月2016年12月

国拨经费313万元

项目负责人】黄敬峰

项目骨干成员】盛绍学、刘志雄、吴洪颜、林文鹏、宋晓东、温华洋、秦鹏程、张佩、王福民、石磊、万素琴、谢志清、金元欢、李文阳、苏荣瑞、李杨、宗玮、陈圆圆、张建军、刘凯文

项目承担单位浙江大学

项目协作单位】安徽省气象信息中心、武汉区域气候中心、江苏省气象台、上海师范大学

主要研究成果

本项目以长江中下游地区为研究区,以3-5月油菜和冬小麦湿渍害星地一体化监测预警指标、模型、方法与技术为主要研究内容,采用地面监测与卫星遥感相结合、田间试验与统计资料相结合、定点试验与野外调查相结合、定性与定量相结合的方法,补充完善作物湿渍害农业气象指标,构建湿渍害星地一体化的监测、预警与损失评估模型、方法与技术,建立省级作物湿渍害监测预警系统;完成研究区域小麦、油菜湿渍害风险评估与区划。

1)补充完善了作物湿渍害农业气象指标

利用盆栽试验、测桶/测坑试验、田间试验,揭示了冬小麦和油菜湿渍害发生、发展及危害机理,构建了基于渍水天数的油菜渍害指标、基于叶片光谱特征的湿渍害遥感监测指标,完善了冬小麦和油菜湿渍害遥感监测、预测与损失评估指标体系。

2)完成了基于GIS的作物湿渍害综合风险评估与区划

根据研究区冬小麦和油菜湿渍害成灾机理与区域灾害系统理论,综合考虑孕灾环境敏感性、致灾因子危险性及承灾体脆弱性,选择坡度、土壤透水性、低洼地、致灾因子气候风险概率、作物物理暴露性、区域抗灾能力指标,构建了研究区作物湿渍害综合风险评估模型,完成研究区域湿渍害风险区划。解决了单一要素进行区划存在的片面性问题。

3)构建了作物湿渍害星地一体化监测技术体系

基于不同时空分辨率的光学遥感和微波遥感数据,结合国家级地面气象观测站数据、区域自动气象站和土壤水分自动站数据,构建了作物湿渍害星地一体化监测技术体系,即基于星地降水数据融合的作物湿渍害遥感监测方法、基于多源土壤水分遥感数据融合的作物湿渍害监测方法,突破了为政府和农业管理部门提供作物湿渍害宏观监测与预警服务数据融合技术瓶颈。

4)建立了地块尺度作物湿渍害遥感监测与损失评估模型

在浙江省德清县开展冬小麦和油菜湿渍害星地同步观测试验,分析湿渍害胁迫下作物叶面积指数、生物量、产量与不同植被指数的相关性,建立湿渍害胁迫下最佳的作物叶面积指数、生物量和产量定量遥感估算模型;实现地块尺度作物湿渍害遥感动态监测与损失评估,解决了在中国地块面积小、作物插花分布条件下难以向农户提供精准服务的技术难题。

5)开展作物湿渍害预报技术研究

分析湿渍害指数与前期太平洋海温场和大气环流特征量的关系,建立了以太平洋海温场和大气环流特征量为自变量的春季湿渍害指数逐步回归预报模型,实现对春季湿渍害进行气候预测。建立了基于试验得到的湿渍害指标、中国局下发的CLDAS的土壤水分含量数据、根据未来5-7天精细化要素预报利用土壤水分平衡方程推算的未来5-7天土壤水分数据的未来5-7天湿渍害预报方法。

6)建立了作物湿渍害损失评估模型

利用历史气象资料和农业统计资料,构建了基于地面气象要素的作物湿渍害损失评估方法;利用小区试验,建立了基于冠层光谱特征参数的油菜湿渍害损失评估模型;利用星地同步观测数据,建立了地块尺度冬小麦和油菜湿渍害损失评估模型;研究了利用遥感数据与作物模型进行湿渍害损失评估的方法。

7)研制了省级作物湿渍害气象服务系统

在构建作物湿渍害监测、预测、评估指标体系的基础上,研发了具有作物湿渍害风险综合评估,基于多源降水数据融合和基于多源土壤水分数据融合的作物湿渍害监测,基于海温、大气环流模型、GLDAS与精细化数值预报模型的作物湿渍害预报,基于常规气象资料、遥感与作物模型同化的作物湿渍害损失评估功能的省级作物湿渍害服务系统,初步在研究区开展了应用示范。

8)发表学术论文27篇,其中SCI论文7篇;申请发明专利10项,获软件著作权11项、国家科技进步二等奖1项、教育部科技进步二等奖1项,大北农科技奖1项。

    (9)项目执行期间课题组成员有8人晋升高级工程师、7人晋升工程师,培养博士研究生7名、硕士研究生10名。

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