遙感技術助推農業產業發展應用中的機遇和挑戰.pdf

1、遙感技術助推農業產業發展應用中的機遇和挑戰匯 報 人：劉益青匯報日期：2023年10月聯系方式：15210568781電子郵箱：SURVEYINGANDMAPPINGCHINASIWEI中國四維公司概況01機遇四維農業 3大能力打造挑戰總結與展望02032023年8月17日河南某地數據來源于四維地球中國四維公司概況4個關鍵詞來認識中國四維民商衛星衛星運營企業性質國有企業隸屬關系航天科技業務定位時空信息2016公司投資的國內首個商業遙感衛 星 高 景 一 號 01/02 星成功發射2018我 國 首 個 0.5 米 商 業 遙 感 衛 星星 座完成 組 網，正式投入運行2021空 間 分 辨 率

2、 達 0.42 米 的 高 分多模 遙感衛 星在軌交付使用20224月，四維高景一號01、02星成功發射，我國第一組商業0.35m分辨率高敏捷衛星7月，四維高景二號01、02星成功發射，我國第一組商業0.5m干涉SAR衛星2012成 為 中 國 航 天 科 技 集 團公司專業公司2010旗 下 北 京 四 維 圖 新 科 技股份有限公司在 深 交所上市1992中 國 四 維 測 繪 技 術有 限公司成立1999與 國家 測繪 局脫鉤 后 交由中央企業 工委管 理，成為央企一員2017與中國資源衛星應用中心重組整合一體化運營公司介紹大型科研生產聯合體8家專業公司10家直屬單位5家中國航天科技創新

3、研究院發展遙感衛星應用產業的專業公司發展遙感衛星應用產業的專業公司北京航天世景四維高景四維世景從“用數據”到“用衛星”公司發展愿景強強聯合，重組整合實現“四維云”的高效商業化運行；支撐生態圈：支撐“遙感衛星應用生態圈”的構建和運營，在“賽道生態圈”的相應生態位上支撐公司逐步占據頭部地位。建成高效觸達、聯接生態的“四維云”數據獲取能力：形成全天時、全天候、高精度、大幅寬的全球數據獲取能力；系統運行能力：建成以訂單驅動為核心的世界一流商業化運行能力。建成世界一流商業遙感衛星系統產品供給能力：形成世界一流的規?；瘮祿a品供給能力應用服務能力：形成國內領先的高商業附加值的信息產品及解決方案服務能力建成

4、國內領先的時空信息服務商發展愿景：發展愿景：世界一流遙感衛星運營與服務商世界一流遙感衛星運營與服務商世界一流陸地觀測衛星數據中心世界一流陸地觀測衛星數據中心2017年，中國四維測繪技術有限公司與中國資源衛星應用中心重組整合一體化運營，借助商業遙感衛星系統“天地一體化”能力的統籌建設，形成規?；瘮祿a品供給能力、高商業附加值的信息產品及解決方案能力，通過高效觸達、聯接生態的“四維云”和商業化運行，實現四維公司主營業務的“一體兩翼”整體升級。中國四維衛星資源統籌能力自1999年，共發射50顆民商遙感衛星，目前在軌運行40顆（包括9顆商業衛星），是我國遙感衛星數據供給的主渠道，占比達到85%，形成了

5、長達23年的序列遙感影像集合。未來三年內，還將陸續發射24顆商業遙感衛星和12顆民用遙感衛星。目前在軌運行衛星載荷體系完備，具備可見光、高光譜、雷達、紅外以及電磁等多種載荷?？梢姽廨d荷高光譜載荷雷達載荷紅外載荷6 6載荷衛星群種類數量代表衛星分辨率可見光亞米級衛星群9顆高景一號4顆、高分多模、四維高景一號2顆、高分二號、高分七號優于1m2米級衛星群11顆高分一號、高分一號B/C/D、高分六號、資源三號01/02/03、資源一號02D/02E、CBERS-04A2m級5米以上光學衛星群3顆環境2B、環境2A、CBERS-045米及以上高光譜高光譜衛星群2顆GF5-01A、GF-5B30米雷達雷達

6、衛星群10顆四維高景二號（X波段）、高分三號（C波段）、陸地探測一號（L波段）、環境減災二號E星和F星（S波段）、陸地探測四號01星2顆優于1m，3顆1m，2顆2.5m，2顆5m，1顆5m以上其他電磁等其他衛星5顆張衡一號、陸地生態系統碳監測衛星、大氣環境監測衛星、GF-4、太陽雙超/中國四維產品精度保障能力擁有涵蓋所有載荷的定標場網，具備光學載荷、SAR的業務化定標能力，同時滿足測高激光雷達、大氣激光雷達的定標需求。自主研發“無控制點大區域網平差”、“時序化定標檢?！?、“地表反射率反演技術”等幾十項核心技術，提供高精度的增值產品和信息產品，支撐遙感定量應用。廣州廣州杭州杭州石家莊石家莊敦煌青

7、海湖云南煙臺呼倫貝爾鄂托克旗哈密包頭伊犁嵩山大連大連登封登封湖北湖北江漢平原江漢平原長春長春哈爾濱哈爾濱光學輻射定標場大氣激光雷達站微波SAR定標場數字化幾何定標場偏振定標場激光定標場正在建設中的定標場輻射定標：每年定期開展輻射定標星地同步試驗，更新絕對輻射定標參數。幾何檢校：定期與機動結合開展幾何檢校，確保數據幾何特征穩定。激光定標：每年定期開展星載激光測高儀在軌定標檢校，提升高程精度。SAR定標：每年定期開展SAR載荷在軌定標，提高產品質量。三維模型GIS+視頻傾斜攝影衛星影像矢量地圖（含高精地圖）DEM中國四維對外服務保障能力2020年9月15日，在華為公司梁華董事長和中國四維岳濤董事長

8、共同見證下，雙方簽署戰略合作協議，共建“混合云”基礎設施，以平臺化“云”服務的方式向政府、企業、科研、公眾等用戶高效提供高質量服務。私有云服務公眾模式開發者模式政企在線模式政企離線模式地理矢量數據集遙感數據產品集為用戶提供細分盈利模式下的云服務以核心數據資產為引流的公有云服務模式724小時不間斷連續運行日均處理數據30TB在線存儲150PB2100萬億次/秒的計算能力“三網合一”的網絡資源”私有云“+”公有云“的“混合云”服務中國四維“128”業務全景框架中國四維“采、收、定、管”一體化時空信息服務基座遙感分級分類數據 基礎數據產品、增值數據產品 光學衛星、雷達衛星、實景三維數據時空信息服務系

9、統四維影像四維地球 四維視界八大行業應用衛星及載荷地面接收站定標場網數據中心自然資源水利應急管理農業農村生態環境住建交通運輸金融1 1個個硬基座硬基座2 2套套軟服務軟服務8 8大大應用應用中國四維概況01機遇四維農業 3大能力打造挑戰總結與展望0203當前國家大力支持農業遙感技術研究和應用農業遙感指利用裝載在航天、航空及地面等不同遙感平臺上的傳感器，獲取農業對象目標的電磁波波譜信號，利用計算機、地理學、農學等多學科的理論和技術方法，揭示農業地物、生態環境和生產過程的數量、屬性及其時空變化特征。農業遙感發展特點從獲取傳統的總產、面積、單產三要素向更多監測要素深入，如土壤濕度、作物健康、作物品質

10、、物候、病蟲害等。加快建設農業強國推進普惠金融高質量發展大食物觀構建天空地一構建天空地一體化農業監測體化農業監測與服務體系與服務體系三個領域技術在更迭創新農業資源環境遙感農情遙感農業災害遙感深入推進農業科技創新農業品牌精品培育需求和定位（可分級訂閱、交付方式多樣的農業遙感服務）生產服務能力應用服務能力地多少地在哪農作物有哪些產能如何如何快速拿到數據數據時效要跟上數據匯聚整合農業統計農業生產農業保險農業信貸數據服務能力什么用戶有啥需求提供能力達到目標農業信息化公司模型算法企業科研高校機構信息化集成公司原料收購企業行業咨詢企業農業政府部門農業種養殖企業金融服務機構第1個能力-數據服務能力-農業遙感

11、一體機序號序號衛星衛星分辨率分辨率星源星源1 1高分七號衛星GF7優于1米國產對地觀測衛星2 2高分二號GF23 3資源一號02E星ZY1F2米衛星4 4資源三號03星ZY3035 5中巴地球資源衛星04A星CB04A6 6資源一號02D星ZY1E7 7高分六號GF68 8高分一號01星GF19 9高分一號02星GF1B1010高分一號03星GF1C1111高分一號04星GF1D1212資源三號衛星ZY31313資源一號02C衛星ZY02C1414中巴地球資源衛星04星CB045米衛星1515資源一號02C衛星ZY02C1616環境2B號衛星(HJ2B)5-16米1717環境2A號衛星(HJ2

12、A)1818資源三號2號衛星(ZY302)1919資源一號02E星(ZY1F)16米以上2020高分五號02星(GF5B)2121中巴地球資源衛星04A星(CB04A)2222資源一號02D星(ZY1E)2323高分四號衛星(GF4)2424環境1A衛星(HJ1A)2525環境1B衛星(HJ1B)建設集遙感數據入庫、數據管理、查詢檢索、數據瀏覽、數據下載、統計分析、數據分發、數據發布等功能于一體的遙感衛星數據管理與服務平臺，實現多源衛星遙感數據管理、分發和發布。序號序號衛星衛星分辨率分辨率星源星源3333Sentinel 1A免費開源3434Sentinel 1B免費開源3535Sentine

13、l 2A10米免費開源3636Sentinel 2B10米免費開源3737MOD11L21km免費開源3838MOD09GA1km免費開源3939MOD13A4N1km免費開源4040MOD13A1500米免費開源4141MOD11A21km免費開源序號序號衛星衛星分辨率分辨率星源星源2626高景一號A（SV1A）0.5米國內商星2727高景一號B（SV1B）0.5米2828高景一號C（SV1C）0.5米2929高景一號D（SV1D）0.5米3030高分多模衛星（GFDM）0.42米3131四維高景一號01星（SV2-01）優于0.5米3232四維高景一號02星（SV2-02）優于0.5米基礎

14、數據增值產品1.光學遙感影像基礎產品包括傳感器校正影像、預正射影像2類16種基礎產品2.雷達遙感影像基礎產品包括單視斜距復數據、預正射數據、InSar干涉像對等8類18種基礎產品根據不同遙感應用場景的需求，在精度、效率兩個維度提升能力，以統一標準規格提供單景正射融合產品、區域鑲嵌產品、地表反射率產品、精測產品等4類18種增值產品第2個能力-生產服務能力農情監測農業災害農業資源耕地資源分析數據生產草原資源分析數據生產漁業資源分析數據生產主糧作物識別分析數據生產大田經濟作物分析數據生產作物長勢監測分析數據生產作物健康度監測分析數據生產作物旱情監測分析數據生產作物產量預估分析數據生產洪澇災害風災倒伏

15、低溫冷害高溫熱害第2個能力-生產服務能力（農業資源）1600平方公里的縣，15個小時內跑完耕地地塊識別是純人工（每天5個人、40天）效率的超60倍第2個能力-生產服務能力（農業資源）陽澄湖魚排監測264個養殖池塘監測（單個池塘10畝左右）第2個能力-生產服務能力（農情監測）圖2 小麥種植范圍提取結果（樣本：2500張）圖1 原始影像（RGB波段）圖3 小麥種植范圍提取結果（樣本：5000張）容易漏提取區域下圖為某地區小麥種植范圍提取結果。圖2中，部分小麥地塊被明顯漏提取，主要原因是樣本庫中缺少面積較小的小麥地塊樣本和山區小麥地塊樣本?；贏I樣本采集平臺，迅速開展樣本補充：增加小面積和山區地區

16、小麥樣本，并基于AI模型訓練平臺重新開展模型訓練和推理，得到圖3，明顯減少了漏提取情況。第2個能力-生產服務能力（農情監測）冬小麥：起身期-拔節期-孕穗期-抽穗期-開花期玉米：拔節期-小喇叭口期-大喇叭口期-抽雄期-散粉期-吐絲期-籽粒形成期第2個能力-生產服務能力（農情監測）較差差中等較好好面積/畝 4.80 12.30 30.30 57.30 41.100.0020.0040.0060.0080.00A-長勢不健康中等健康面積/畝14.5570.9560.300.0020.0040.0060.0080.00A-健康度差較差中等良好優秀面積/畝 0.90 14.10 46.35 59.40

17、25.050.0020.0040.0060.0080.00A-旱情第2個能力-生產服務能力（農情監測）10%49%41%18%49%33%48%39%13%12%36%52%不健康中等健康健康度健康度ABCD1%10%32%41%17%1%13%31%36%19%2%21%33%30%14%14%19%36%28%3%差較差中等良好優秀旱情旱情ABCD產品等級ABCD長勢較差3%9%7%4%差8%24%23%15%中等21%32%26%31%較好39%24%26%29%好28%12%18%21%產品等級ABCD健康度不健康10%18%48%12%中等49%49%39%36%健康41%33%13

18、%52%產品等級ABCD旱情差1%1%2%14%較差10%13%21%19%中等32%31%33%36%良好41%36%30%28%優秀17%19%14%3%3%8%21%39%28%9%24%32%24%12%7%23%26%26%18%4%15%31%29%21%較差差中等較好好長勢長勢ABCD第2個能力-生產服務能力（農情監測）棉花：花蕾期-花鈴期玉米：出苗期-三葉期第2個能力-生產服務能力(農情監測)第2個能力-生產服務能力(農情監測)第2個能力-生產服務能力（農情監測）農田地塊數據農情數據災害數據簽約農戶保險機構信貸機構第2個能力-生產服務能力小麥玉米水稻棉花油菜大豆馬鈴薯花生蘋果蔓

19、越莓甘蔗人參三七煙草芍藥金銀花連翹柴胡茶葉西瓜辣椒花椒山藥火龍果光譜特征光譜特征+圖像紋理特征圖像紋理特征+作物生育期特征作物生育期特征+第2個能力-生產服務能力（中藥材）第2個能力-生產服務能力（中藥材）第3個能力-應用服務能力農業統計用戶農口政府用戶農業企業用戶農業保險用戶農業金融用戶戰略咨詢用戶規劃設計用戶科研院所高校耕地非糧化監測分析高標準農田遙感監測特色農作物生產管理無人農場管理服務農業保險分析農業信貸服務縣域智慧農業平臺API(可訂閱)專題報告SaaS賬戶系統軟件部署以市場客戶為中心搭建直觀使用業務場景多種交付方式并存給農業統計口客戶服務利用多源衛星遙感影像獲取主要農作物的種植空間

20、分布、種類與面積，查清農業、農村、農民發展變化情況，為科學制定“三農”政策提供基礎性決策依據。目前，公司已在山東、江西、廣東、遼寧、河北、青海等地開展農作物遙感測量工作。省級別的主要作物空間分布農業統計可視化分析系統給農業統計口客戶服務二類測量主要農作物種植空間分布測量一類測量實地調查長勢監測結果驗收實地調查任務包的制作和更新維護全省主要農作物種植空間分布測量樣本村的主要農作物種植情況遙感測量區縣農作物種植用地遙感測量農作物生長季遙感長勢監測精度檢驗、成果制作基于多源遙感影像，提供省域范圍的農作物空間分布測量（全省農作物分類統計）、農作物類型監測與提?。ㄐ姓寮壍霓r作物類型提?。┖娃r作物種植面

21、積測量（省級的所有地物矢量圖斑提取與面積統計）。在此基礎上構建農業普查業務系統，實現農作物遙感測量與統計成果的歸檔、管理和可視化。給農業保險口客戶服務地塊勾畫及面積提取作物分類及面積提取、承保面積校驗可觀測天氣條件下的旱情監測承保驗標區域級/地塊級長勢監測區域級/地塊級健康度監測保中風控作物澇災及其他洪澇災害分析可觀測天氣條件下的旱情監測地表溫度反演的凍災分析查勘理賠無人機遙感服務：針對具體項目可提供無人機服務，對指定區域進行航測?？赏瓿桑?、作物驗標；2、旱災、澇災、病蟲害、火災等不同災害定損；3、作物長勢監測；作物測產服務：專家測產+無人機查勘+遙感輔助（作物收獲前1-2周）重大、快、利潤

22、、合規、到村/戶/地塊應用組裝成各類平臺中國四維-涉農客戶圖譜湖南省農業科學院國家統計局四川省成都市農業農村局福建省耕地保護中心新疆塔城市鑫塔農牧集團國家統計局江西調查總隊國家統計局山東調查總隊國家統計局河北調查總隊國家統計局遼寧調查總隊國家統計局浙江調查總隊中國建設銀行中國人民財產保險股份有限公司華潤三九醫藥股份有限公司新疆維吾爾自治區農業資源區劃和遙感應用中心中國融通資產管理集團有限公司中國大地財產保險股份有限公司中國人壽財產保險股份有限公司農業農村部大數據發展中心中國平安財產保險股份有限公司政府政府事業單位事業單位/科研院所科研院所保險金融相關機構保險金融相關機構涉農產業相關企業涉農產業

23、相關企業廣東省佛山市南海區農業農村局中國太平洋保險（集團）股份有限公司中國四維概況01機遇四維農業 3大能力打造挑戰總結與展望0203挑戰挑戰被需要是我們的榮幸應對挑戰是我們義不容辭的責任衛星和傳感器參數設計沒有充分體現農業特有需求關鍵作物生長期與關鍵農事管理節點需要微波遙感全天候遙感觀測數據的獲取作物生理與生長狀態監測需要新型遙感器應用遙感信息提取和智能挖掘具有病態問題，存在很多不確定性天空地多源觀測數據的融合與同化理論和技術方法需要加強現實農業生產業務中，技術投入和產出效益的平衡推進天空地協同遙感觀測在精準/智慧農業、作物育種表型、農業保險監測與評估、農業綠色發展、農業政策效果評估等方面的應用深度發展。農業由于較強的季節性、地域性特征，對遙感數據的時效要求較高。四維為農-業務展望“維”農業產業強“維”農村環境美“維”農民業務精“維”金融錢袋鼓農業種植業信貸農業種植業保險涉農信貸工程施工進度監測農村資產遙感監測耕地兩非監測高標準農田監測鄉村網格化管理農村災害評估經濟作物精細生產糧食作物農情監測防返貧監管新農人服務設施果蔬精細管理農業產業園產銷管服現代種業育繁推鄉村綠化監測畜牧草業供給基地監測沿海漁場養殖監測農業社會化服務農業普查統計全國基礎底圖應急監測服務持續監測服務特征信息提取行業應用研發感謝大家的聆聽！