《利用实时卫星数据跟踪农业用水效率》

  • 来源专题:农业科技前沿与政策咨询快报
  • 编译者: 潘淑春
  • 发布时间:2017-11-28
  • 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)

相关报告
  • 《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
  • 《颠覆农业生产的新项目》

    • 来源专题:农业科技前沿与政策咨询快报
    • 编译者:李晓曼
    • 发布时间:2017-11-28
    • 国际农业研究磋商组织农业大数据平台(The CGIAR Platform for Big Data in Agriculture)由国际热带农业中心(International Center for Tropical Agriculture, CIAT)和国际食物政策研究所(International Food Policy Research Institute, IFRRI)共同牵头,该项目涉资数千万美元,以提高效率、增加产出、增强农业适应能力为目标,颠覆了发展中国家的粮食生产模式——所有动力均源自信息。项目同时获得了技术巨头IBM和亚马逊等高级合作伙伴的支持。该项目其它合作伙伴还包括比尔及梅林达·盖茨基金会(Bill & Melinda Gates Foundation)、世行、宾夕法尼亚州和密歇根州的一些大学、伦敦国王学院(Kings College London)以及率先使用大数据管理消费品供应链的百事(PepsiCo)公司。 一、项目背景 这项涉资3,000万美元的项目于2017年5月15日在印度海德拉巴(Hyderabad)“信息通信技术促发展会议”(Information and Communications Technology for Development (ICT4D) conference)上正式启动。项目汇聚了数千名农业科学家、程序员等相关领域的人员,负责收集、处理、分析大量与作物、天气、土壤等有关的数据,为发展中国家的农民、政府和政策制定者提供精准可靠的建议。 CIAT曾将大数据分析应用于哥伦比亚的农业领域,效果反应良好。2013年,该中心的研究团队在分析了当地气象局和水稻种植者联合会过去数十年收集的数据之后,优化了播种时间。仅在一个季节内,为科尔多瓦政府部门节省了约360万美元的农业投资。通过使用大数据分析,CIAT与其合作伙伴还对亚马逊地区的森林砍伐做出了最实时的跟踪。然而,发展中国家绝大多数的小规模农户和政策制定者尚未享受到大数据革命的益处。现如今智能手机已经普及,许多农村地区也连接到了网络,许多农民可以上传、分享和获取重要数据,做出合适的农业生产投资决策。 CIAT的研究主任安迪·贾维斯(Andy Jarvis)表示:“是时候让小规模农户拥有自主选择权和控制权了。只要数据量足够且分析得当,我们就能确定降水时间、作物的种植顺序、化肥和水的使用量等。还能预测冲击性事件,降低风险,最大程度地推广可持续农业。”贾维斯还说:“精准农业不是少数人的特权。大数据革命虽然已经造福发达国家的农民,但世上仍有5亿小规模农户需要大数据的指导,小规模农户生产的粮食占世界粮食的70%。” IFRRI高级研究员、空间数据分析专家嘉伍·库(Jawoo Koo)说:“该项目的分析和处理能力十分强大,代表了农业研究领域的突破。数据用得好,制定政策就会更为明智,也就能以更快的速度、更低的成本、更大的规模来解决发展难题。要实现联合国增加粮食生产、扶贫以及应对气候变化的可持续性发展目标,最有效的途径之一就是缩小富农和贫农之间的信息技术使用能力的差距。缩小该差距可确保全世界的农民和政策制定者做出明智的决策,获取最大的效益,而这正是CGIAR农业大数据平台建立的初衷。” 二、项目的3大任务 数据整理——各机构在收集获得土壤、气候、作物等数据后,将对数据统一整理,而后进行公布。项目平台的首要任务便是要求CGIAR的研究人员以自由开放的态度共享彼此的数据。 促进合作——促进农业科技领域各部门的合作,汇集人才,早日实现联合国可持续发展的目标。 鼓励创新——建立400万美元的项目基金,用于支持实时监测害虫、针对各地情况提出化肥及用水建议等利用大数据的创新性研究项目,将数据与合作投入到生产实践之中。 三、附加信息 CGIAR农业大数据平台旨在利用大数据加快国际农业研究的进展,增强研究的影响力。该项目将持续6年,推进发展中国家的农业发展项目,改善政策的制定,引领数据整理,促进合作,共谋创新,展示大数据分析的力量。 CIAT是一个以促进可持续粮食生产、以改善亚非拉美人民的生计为宗旨的科学研究组织。除了研究如何增加农业的收益、提高竞争力和可持续发展能力之外,该中心还深受各国政府和政策制定者的信任,客观地在农业和环境问题上建言献策。 IFRRI的宗旨是为解决饥饿与贫穷的问题寻求长久之计。该研究所于1975年成立,重点关注低收入国家和这些国家的穷人,为解决其粮食需求而研究国内国际战略与政策。CIAT和IFRRI均为CGIAR的一部分,CGIAR是一个全球性的农业研究机构,以保障未来粮食安全为目的,下设15个研究中心,与数百个研究机构合作密切。 (编译 李晓曼)