气象科技管理信息系统

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广西特色农作物精准直通气象服务关键技术研究与应用

成果登记号: 中气科成登[2019]0010
成果名称: 广西特色农作物精准直通气象服务关键技术研究与应用
第一完成单位: 广西壮族自治区气象减灾研究所
研究时间: 2012-04  至  2018-12
研究领域: 应用气象
成果分类: 应用技术类
成果形式:   系统  
来源计划: 地方基金\
成果简介: 一、项目来源与背景
项目是1个广西自然基金项目、2个广西壮族自治区2016-2019年中期财政预算项目、1个广西区气象局重点科研项目的组成。研究起止时间:2012年4月至2018年12月。项目属气象为现代特色农业服务社会公益性科学技术研究与应用领域。项目针对广西长期以来农气观测体系、农业业务服务系统建设等相对落后,导致传统气象为农服务以定性、粗放、普惠、不直通,无法适应“一县一业、一乡(村)一品”现代特色农业新格局对气象保障服务提出多样、个性、精准、定量、直通需求等弊端,围绕着特色农业精准直通气象服务必须解决农气自动观测、气象为农服务产品制作支撑平台、用户服务体系及服务运行保障等关键问题开展研究。
二、 技术原理及性能指标
(1)构建农业气象自动观测站网体系,为开展特色作物精准直通气象服务和农业气象基础研究等提供原始数据。选择糖料蔗、桑蚕、柑橘、香蕉、芒果、沙田柚、柿子等特色作物代表性种植示范园区,建立集农田小气候、作物生长发育实景等观测于一体的农业气象自动观测站90个,形成优势特色作物为主、兼顾地方农业特色且布局相对合理的广西农业气象观测站网体系。
(2)研发广西特色农作物精准直通气象服务系统,为广西特色作物气象灾害智能监测、精细预测、量化评估等产品的自动、智能制作提供支撑。包括:
基于地表植被自然地理分布客观差异及植被组织结构及叶片内含的色素差异、植被季节相物候期的差异等形成的光谱特征差异性原理,应用高空、低空遥感技术及计算机技术的监督分类和非监督分类法,创建农作物创建广西特色农业本底遥感信息库,解决特色农作物气象灾害智能监测、精细预测、量化评估等产品制作,以及直通服务分众、精准靶向不可或缺的数据来源。
基于区域气象要素时空变化与天气系统、地表反射率、高程和经纬度等基础地理信息的密切相关特性,应用数理统计法,动态构建区域气象要素降尺度关系模型,解决无气象测站格点气象实况要素的反演。
应用欧氏距离法,参考文献资料,集成和完善地理致灾、人工胁迫致灾、历史灾情反演、大田灾情调查等方法建立的农作物气象指标体系,弥补单一方法构建指标体系的不足。
应用区域气象实况要素降尺度反演、智能网格数值天气预报与特色农作物气象指标体系、农业本底遥感信息镶嵌、融合技术,实现特色作物生长全程气象灾害监测、精细预报、量化评估等产品全自治区“一张网”的自动、智能制作。
利用作物灌溉与否及灌溉量取决于土壤水分的盈亏,而土壤水分的盈亏与气象要素变化密切相关等特性,构建基于气象要素影响的作物定量灌溉模型,实现应用天气实况、智能网格数值天气预报开展作物水肥一体化滴灌预报,为分布于丘陵山地、坡地的特色作物抗旱减灾、节本、提质增效提供科学依据。
3. 构建以用户为中心的服务体系。研发微信公众号、APP、手机网页等新型服务载体,在满足用户服务渠道需求多元化的同时,解决糖料蔗、桑蚕、柑橘、香蕉等特色作物生长全程气象保障服务直通新型农业经营主体、产品精准到田间地头等难题。
4. 构建新型气象为农服务管理体系,为特色农业精准直通气象服务的有效实施提供制度保障。针对农气观测、业务、服务发生的变革,拟编制《广西特色农业精准直通气象服务暂行管理办法》等,为规范、管理农气自动观测、农气业务、农气服务提供依据。
三、技术的创造性与先进性
1.基于高空、低空遥感技术及计算机技术监督分类和非监督分类法,提取耕地类型及糖料蔗、蚕桑等农作物遥感面积。解决了广西丘陵山地众多、天气多变、地表植被种类繁多等不利因素给农业本底信息识别、提取带来难题。
2.基于智能网格预报的农气量化产品自动、智能技术研发。特色农作物气象灾害智能监测、精细预测、量化评估等产品全自治区“一张网”自动、智能制作,解决了特色作物多样、地域分布广等而需求时效性极强的海量个性化服务产品制作难题。
3.基于气象要素影响的作物定量灌溉模型构建与应用。特色作物多分布在丘陵山地、坡地,间歇性、阶段性干旱时有发生,模型的应用减少了水肥一体化滴灌的主观随意性、盲目性,实现农业趋利避害并重,节本、提质、增效。
4.构建特色农作物产品品质优化气象要素影响模型。为依托已有的农田环境自动感知数据、智能格点数值天气预报产品,动态地预评估气象要素对农产品品质形成的影响程度,从指导新型农业经营主体、种植大户,采取相应的生产措施,促使初始农产品品质达到最优化。同时也促使了传统气象为农服务以避灾、防灾为主,向趋利避害并重服务的重大转变。
四、技术的成熟程度,适用范围和安全性
气象、农业、林业及国土等部门常用地理信息技术、遥感技术、全球定位技术等开展地物信息的识别与提取,自然灾害监测、预警、评估等。技术适用范围广泛,成熟、安全。
五、应用情况及存在的问题
成果自2017年起在自治区市县三级气象部门投入业务运行,显著提升了各级气象为农服务效率。通过微信公众号、APP等载体,实现糖料蔗、桑蚕、柑橘、香蕉、芒果等特色作物个性化气象专项服务直通到广西各地新型农业经营主体等用户、服务产品精准到田间地头。示范应用单位反馈表明:农业防灾减灾、节本、提质增效明显。
成果先后在第二十五届中国杨凌农高会、2018年中国气象产业大会(南京)展示,得到相关行业肯定和认可。
六、历年获奖情况;无。
登记形式: 登记
成果年度: 2019
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