《利用实时卫星数据跟踪农业水生产力》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 金慧敏
  • 发布时间:2017-04-26
  • 在2017年4月20日举行的粮农组织应对农业水资源短缺问题:气候变化全球行动框架高级别伙伴会议期间,粮农组织信息技术和水土专家小组介绍了"WaPOR"开放数据库,它利用卫星数据帮助农民获得更可靠的农业产量并优化灌溉系统,对农业(特别是缺水国家)用水效率的衡量实现高科技化。

    "WaPOR"数据库对卫星数据进行筛选并利用"谷歌地球"的计算能力来生成地图,可以显示每立方米用水量所获得的生物量和产量。这些地图分辨率可小至30到250米,每天到每十天更新一次。洲一级的数据库于今天上线,但具体国别数据将在6月准备就绪,这些国家包括贝宁、布隆迪、埃及、埃塞俄比亚、加纳、约旦、肯尼亚、黎巴嫩、马里、摩洛哥、莫桑比克、卢旺达、南苏丹、叙利亚、突尼斯、乌干达、西岸和加沙地带及也门。10月份可获得更为详细的数据,以黎巴嫩、埃塞俄比亚和马里为首批试点地区。

    "WaPOR"计算蒸发蒸腾量,这是自然水循环中的一个关键阶段;水循环过程包括直接蒸发到大气中的水和通过在植物体内移动并从叶片渗出后作为水蒸汽而返回大气的水分。因此,蒸发蒸腾量可直接衡量生长季节作物的耗水量,而将生物量和可收作物产量结合起来,可以计算出作物水生产力。

    该工具可以进行详细的评估以监测特定灌溉方案的运行情况,支持现代化计划,确保改进措施能够真正让所有水用户获得更可靠和高效的用水服务,而且这些服务具有更强的气候变化适应力。该计划使用基于像素的方法来生成综合地图,使自然资源的利用得到改善。在实时数据的支持下,农业推广机构可以帮助农民获得更可靠的作物产量,既改善了他们的生计,又加强了其可持续性。

    荷兰代尔夫特水教育学院(联合国教科文组织与世界上最大的国际水资源研究生教育机构合作计划的一部分)和国际水管理研究所将支持发展中国家为提高新技术运用能力所作的努力,其方法是调整相关的直接数据查询,进行时间序列分析和下载开展水和土地生产力评估所需主要变量的数据。WaPOR工具正在开发中,合作方包括荷兰的伙伴联盟(eLEAF、特温特大学、地理信息科学与地球观测学院和水观察基金会)和比利时的VITO。工作计划预期开发可在智能手机上运行的应用程序,使空间数据库的信息能够在实地使用。

    WaPOR工具访问地址:http://www.fao.org/in-action/remote-sensing-for-water-productivity/wapor/en/#/home

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    • 编译者:潘淑春
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    • 罗马2017年4月20日电——联合国粮食及农业组织(FAO)新开发的“WaPOR”开放数据库已经上线,它可通过卫星数据,帮助农民获得更可靠的农业产量、优化灌溉系统。 上个世纪,全球的农业水资源利用增长速度已超过了人口的增长速度,一些地区的用水量已近突破资源承受极限。“随着气候的变化,干旱和极端天气日益频繁,水资源的使用持续增加,改变并减少了农业的水资源可用量。”FAO主管气候变化与自然资源的副总干事玛丽亚·海伦娜·塞梅多(Maria Helena Semedo)表示,“这意味着必须充分利用每一滴水,通过提高效率来满足不断增长的粮食生产需求”。 在本周举行的“FAO应对农业水资源短缺问题:气候变化全球行动框架”高级别伙伴会议上,对该数据库进行了介绍。利用这一工具可对耕作系统用水情况进行详细分析,从而得到最有效的用水方式的验证。这将有助于各国农业,特别是水资源短缺的国家对农业用水效率的测评并逐步实现高科技化。 一、“WaPOR”数据库 “WaPOR”数据库对卫星数据进行筛选分析,并利用“谷歌地球”的计算能力来生成地图,可以显示每立方米的用水量所获得的生物量和产量。这些地图分辨率可小至30至250米,每天至每十天更新一次。 在荷兰政府1,000万美元项目的资助下,“WaPOR”数据库由FAO信息技术和水土专家小组设计开发,覆盖整个非洲和近东地区,重点是针对那些面临或即将面临自然或基础设施性水资源短缺的国家。这些国家包括贝宁、布隆迪、埃及、埃塞俄比亚、加纳、约旦、肯尼亚、黎巴嫩、马里、摩洛哥、莫桑比克、卢旺达、南苏丹、叙利亚、突尼斯、乌干达、约旦河西岸和加沙地带及也门。各国数据将在6月准备就绪,10月份可获得更为详细的数据。黎巴嫩、埃塞俄比亚和马里将作为首批试点国家。 “WaPOR”工具由荷兰的合作伙伴联盟共同开发,包括eLEAF、特温特大学(University of Twente)、地理信息科学与地球观测学院(ITC)和水观察基金会(Waterwatch Foundation),以及比利时法兰德斯技术研究院(VITO)。 二、运行方式 该项研究将开发可在智能手机上运行的应用程序,能够使当地用户直接使用空间数据库的信息。“WaPOR”计算的蒸发蒸腾量,是自然水循环中的一个关键因子。水循环过程包括直接蒸发到大气中的水分和通过植物叶片渗出的水蒸汽,以及返回大气的水分。因此,蒸发蒸腾量可直接衡量生长季节作物的耗水量,而将生物量和收获的作物产量结合起来,可计算出作物水分生产率。 这一项目采用基于像素的方法来生成综合地图,使自然资源的利用得到改善。在实时数据的支持下,农业推广机构可以帮助农民获得更可靠的作物产量,既改善了他们的生计,又促进了可持续性发展。 利用该工具可进行详细的评估,监测特定灌溉方案的运行情况,支持现代化计划,确保改进措施能够真正使所有用户得到更可靠的和高效的用水服务,从而极大地增强其气候变化的应对能力。 荷兰代尔夫特水教育学院(UNESCO与世界上最大的国际水资源研究生教育机构合作计划的一部分)和国际水管理研究所(International Water Management Institute, IWMI)将支持发展中国家提高新技术利用能力,包括采用可定制的方法提供相关的直接数据查询,进行时间序列数据分析和根据关键变量下载所需数据,用于水资源和土地生产力的评估。 三、水资源核算 水资源核算日益成为必不可少的工具,特别是在水资源紧张的地区。这包括对水资源可用性的一致性评估,这些评估必须结合气候因素,需要考虑公平权利——特别是生活和工业用途的水资源分配,以及更广泛的生态系统水资源利用。 四、应对全球变暖,提高水资源利用率 预计,全球变暖每升高1°C,全球有7%人口的可再生水资源就会减少20%或更多。为履行《巴黎气候协定》(Paris Climate Agreement),大多数国都提交了国家气候变化适应和减缓计划,将改进水资源管理作为各国一项重要的干预措施。 FAO气候、生物多样性、土地和水利部助理总干事勒内·卡斯特罗(RenéCastro)指出:“支持小农户获取地理空间信息以优化水资源利用率、减少气候变化的脆弱性,是FAO的一项重要任务,而“WaPOR”计划是在此方面迈出的十分重要的第一步”。 (编译 潘淑春)
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    • 2016年11月21日至23日,在国际半干旱热带作物研究所(ICRISAT)举办了名为“农业领域的统计和生物信息大数据”的国际会议。相关领域科学家、研究人员、农业领域从业者以及公共部门的相关管理人员参加了此次会议。会议就支持科技创新服务农民,利用现代创新和数字农业技术提高农业生产力,以及资源匮乏地区农民的利益等相关问题达成了一致。 此次会议的讨论重点是如何科学地改善并发展农业。这不仅要体现在高产品种和抗虫作物方面,还要体现在如何向农民提供他们所需的准确、关键的农业信息,例如播种时间、化肥使用量、区域特定的生态发展以及气候变化对农业的影响等信息。如果农民能够在正确的时间获得这些重要信息,就可以提高产量,同时也可以增加利润。为了确保农民获得农业相关科学信息,首先要积累必要的数据并对其进行后续分析。因此,会议主要集中讨论了智能信息系统和大数据在农业发展改革方面的应用前景。其次是管理大数据,以帮助解决与农业相关的发展问题,并实现可持续发展的目标。 应用信息技术来分析生物学数据,并从数据中凝练生物学意义是本次会议的主要议题之一。康奈尔大学基因组和开源育种信息学(Genomic and Open-source Breeding Informatics Initiative, GOBII)主任凯利·罗宾斯(Kelly Robbins)博士强调,通过高通量基因分型,不仅可以了解农作物的基因多样性,而且还有可能对主要粮食作物进行基因排序。 在谈到大规模表型分析时,ICRISAT总干事大卫·伯格文森(David Bergvinson)博士表示,研究者们可以准确地跟踪作物的水分输送路径,从而精确地捕获光合作用过程。因此可以开发用于生物能量积累、绿色生产和稳定根系的水资源优化系统,从而有效地管理水资源,并使地球安全度过干旱期。 在大数据分析领域,印度微软云和企业部首席总监普拉桑特·古普塔(Prashant Gupta)先生详细阐述了利用智能云将农业发展转向有利于小农户发展的可能。智能云提供了一个全球范围内开放、灵活的平台,来自世界任何地方的科学家都可以贡献想法并对其他研究方案进行访问。同时,古普塔先生列举了两个数据驱动农业的例子。第一个例子是,农场重点关注4个方面——农业产量估计,精准灌溉,虫害感染和化肥施用。要对这4个方面分别提出建议,需要从农场获取数据,并使用电视“白色空间”技术在云平台上进行收集。在农场层面,农民需要安装路由器等“白色空间”设备,用于收集土壤水分、营养物含量等数据。 古普塔先生引用的第二个例子是微软与ICRISAT以及安得拉邦政府合作开发的新播种应用程序。该应用程序不仅可以对土壤健康、化肥推荐和一周天气预报等信息进行预测,为农民提供信息及建议,还配有具体区域的长期天气和生态数据。该播种应用程序目前处于控制实验阶段,仅在安得拉邦的试点村庄开展应用。 (编译 吴蕾)