遙感技術在霍邱縣農業氣象災害監測中的應用探析

中圖分類號：S127；S42 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.08.080

農業生產與氣象條件密切相關。優越的氣象條件可促進農作物生長發育，但干旱、暴雨洪澇、風雹、冷凍害等將會對農業生產構成嚴峻威脅[]。據統計，2023年第一季度我國主要發生干旱、風雹、低溫冷凍、雪災等氣象災害，由此造成的農作物受災面積達28.98萬 hm² ，直接經濟損失高達25.5億元[2]。農業氣象災害監測作為救災減災的一項重要環節，必須引起高度關注。

以往傳統的農業氣象災害監測主要采用田間調查、田間取樣等方法，不僅費時費力，還存在著時效性差、主觀性強、以點帶面的代表性差等弊端，無法與實時監測大范圍氣象災害的嚴格要求相適應。此外，多數農業氣象災害發生后，農田、交通等受損嚴重，致使很多受災地塊人力無法及時到達，最終由于錯失最佳救災減災時機而造成慘重損失[3。近年來，隨著科學技術的突飛猛進，遙感技術作為一種集遙感傳感器技術、通信技術等于一體的創新技術手段，為農業氣象災害監測提供了技術支撐。采用這一技術不僅可在短時間內覆蓋廣闊區域，還可獲取高分辨率的圖像與數據，助力農業氣象災害監測效率與準確性顯著提升。霍邱縣作為安徽省的農業大縣，境內農產品資源豐富且多樣化農業特征顯著。然而，隨著全球氣候異常變化，霍邱縣干旱、暴雨、風雹等氣象災害時有發生，嚴重威脅當地農業安全生產。因此，霍邱縣迫切需要采取遙感技術高效開展農業氣象災害監測[4]。

1霍邱縣農業生產及氣象災害概述

霍邱縣（ 115^°50^′～116^°32^′E ， 31^°44^′～32^°36^′N） 地處安徽省西部、大別山北麓，轄30個鄉鎮、1個省級經濟開發區，區域總面積 。境內包括南部低山丘陵區、北部河谷平原區兩大地貌單元，整體呈南高北低的特點。霍邱縣地處亞熱帶季風氣候區，四季分明，氣候溫和，雨量適中且光照充足，為水稻、小麥等農作物的種植與生長提供了得天獨厚的條件。據統計，霍邱縣常年種植水稻18.67萬 hm² 、小麥11.33萬 hm² 、油菜1.33萬 hm² 、玉米0.67萬 hm² ，是安徽省第一產糧大縣，有“魚米之鄉”之美譽。

近年來，隨著全球氣候加劇變暖，各地區極端天氣事件頻發，霍邱縣也不例外。在這一背景下，霍邱縣干旱、暴雨洪澇、風雹等氣象災害頻發，輕則直接影響水稻、小麥等農作物的正常生長發育，重則導致當地農作物大幅減產、歉收，甚至絕收，由此造成的經濟損失慘重。

2 農業氣象災害監測中應用遙感技術的必要性

霍邱縣農業資源豐富，然而當地的農業生產高度依賴氣象條件，而氣象災害卻嚴重威脅了當地農業的穩定發展。在這一背景下，在農業氣象災害監測中推廣應用遙感技術非常有必要。借助遙感技術可從高空同步觀測大面積的農業區域，而且不受地形地貌限制，在平原、山區或丘陵地帶均可快速獲取數據，有效彌補地面監測站點稀疏存在的缺陷[。同時，利用遙感技術搭載的多光譜、高光譜等不同波段的傳感器，可精準探測可見光、紅外線、微波等多種電磁波信息。例如，在干旱監測中，可依據植被對不同光譜的反射特性，以及土壤濕度對微波的吸收與發射特征，精準反演土壤含水量與植被受旱程度；而暴雨洪澇災害發生時，可通過識別水體光譜特征，確定受災范圍與積水深度；低溫凍害發生前后，運用熱紅外波段監測作物表面溫度變化，提前預警并評估受災情況。遙感技術還具備動態監測能力，可按照一定時間間隔對同一區域進行重復觀測，進而清晰捕捉氣象災害的發生、發展過程以及災害發生后的農業恢復情況[。利用遙感技術及時、全面、精準獲取信息，既可為農業氣象災害預警預報、防災減災策略制訂與農業保險理賠等提供關鍵依據，又可有力地保障農業生產的穩定性與可持續性發展。

3 遙感技術在霍邱縣農業氣象災害監測中的具體應用

3.1在旱災監測中的應用

1）對農作物生長狀態的監測。遙感技術借助多光譜、高光譜傳感器收集數據。在正常生長且水分充足時，農作物對近紅外光反射作用較強，并吸收較多紅光，致使歸一化植被指數（NormalizedDifferenceVegetationIndex，NDVI）處于較高水平。而旱災發生時，農作物受水分脅迫，葉片卷曲、發黃，光合作用減弱，對近紅外光的反射率降低，NDVI值也隨之減小。霍邱縣可通過定期獲取農田區域的NDVI數據，并與歷史同期數據或設定的正常閾值進行對比，精準判斷哪些區域農作物發生旱災及旱情的發展程度。2）對土壤含水率的監測。遙感技術運用微波遙感原理實現對土壤含水量的監測。微波可穿透植被冠層，并深入土壤一定深度。當土壤含水率較高時，其對微波的吸收與散射作用較強；而在旱災發生時，土壤水分減少，微波的發射與反射特性也將發生一定改變。霍邱縣可運用特定的微波傳感器接收上述信號，并運用專業算法開展反演計算，獲取不同地塊土壤含水率分布圖，既有助于確定土壤干旱范圍及其嚴重程度，又可為精準灌溉提供依據[8]。

霍邱縣可利用遙感技術，結合農作物生長狀態與土壤含水率的監測結果，全面、系統掌握當地旱災的發生、發展態勢。相關部門也可根據獲取的信息及時制定強有力的抗旱措施，以最大限度地減輕旱災對霍邱縣農業生產的影響，為區域農作物安全生長與農業經濟的穩定發展提供保障。

3.2在暴雨洪澇監測中的應用

1）對降水過程與強度的監測。氣象衛星攜帶的傳感器可有效探測大氣當中的水汽分布、云層厚度、云頂溫度等。例如，通過分析紅外通道數據獲得云頂溫度，云頂溫度越低，則云層當中水汽含量越高且上升運動愈加強烈，此時發生強降水的可能性較大。微波遙感技術則可穿透云層直接對大氣中的水汽含量進行測量，根據測量數據提前預測霍邱縣暴雨發生區域、強度及其持續時間，為農業防澇減災措施落實提供充足的準備時間[9。2）對水體面積與水位變化的監測。光學遙感可精準識別不同地物光譜反射特性，并清晰區分河流、湖泊、池塘等水體在正常與洪澇階段的狀態。災前詳細記錄水體的范圍與面積，洪澇發生時，對比實時影像，可直觀確定水體擴張范圍。另外，合成孔徑雷達不受云霧、光照等條件制約，對水體有強烈的后向散射信號，可精確測量水位高度的細微變化，并據此繪制詳細的水位淹沒圖，明確農田受淹區域及程度，為制訂科學有效的農業救災計劃提供科學的參考依據。3）對農業設施與農作物受災情況的監測。借助高分辨率遙感影像可清晰呈現農田當中的灌溉設施、溫室大棚等農業基礎設施是否被洪水沖毀及其損壞程度。另外，不同農作物的光譜特征存在差異，而且洪澇災害發生前后，受災農作物光譜曲線必然發生變化。對比光譜變化，可精準判斷受災農作物的種類、農作物受災范圍及程度等，并據此估算農業損失，既可為后續農業保險理賠、補種或改種等提供科學的數據參考，又可助力霍邱縣農業生產災后恢復工作有序、穩步開展[10]。

3.3在風雹監測中的應用

1）監測大氣環境。借助氣象衛星，可精準探測大氣當中水汽含量、溫度垂直分布、對流不穩定能量等關鍵信息。通過分析大氣中水汽聚集情況、溫度隨高度的變化曲線等，判斷是否存在有利于風雹等強對流天氣形成的條件。一旦發現水汽大量聚集且大氣不穩定性較差，即可提前預警霍邱縣極有可能會出現風雹災害，確保當地農業部門與廣大農民能提前做好防護。2）監測受災區域。運用光學遙感衛星實時獲取受災區域的高清圖像，再與災前土地利用類型、農作物種植分布進行對比，可快速確定風雹影響的農田范圍、受損農業設施所處位置等[]。另外，氣象雷達可密切監測雹云的移動路徑、強度及其高度等。雹云內部結構復雜，運用雷達回波可精確反映其中冰雹粒子的大小、數量及運動速度等，并據此精準確定風雹災害的核心影響區域及其移動方向，為及時通知周邊尚未受災區域做好防范準備提供便利。3）評估農業損失。風雹災害發生后，運用衛星或航空遙感平臺，可快速獲取受災區域的影像數據。利用多光譜、高光譜遙感數據，可精準識別受災農作物的種類、面積與分布范圍。例如，正常植被在特定光譜波段有反射特征，在遭受風雹危害后，其光譜反射率會發生一定程度改變，據此可區分受災與未受災區域。通過對比災前災后影像，分析植被指數差異，可量化葉片受損比例、植株倒伏情況等，從而估算產量損失，為農業保險理賠、政府救災決策提供科學、高效且精準的數據支持。

4遙感技術應用于農業氣象災害監測的建議

4.1構建專屬監測體系

1）相關部門應結合霍邱縣農業產業分布與地理特征，部署多元化的遙感監測設備。在主要糧食產區、特色農產品種植區設置高分辨率光學傳感器，以精準捕捉區域內農作物生長狀況與氣象災害發生跡象。在干旱、洪澇等災害多發區域配備雷達遙感裝置，以便穿透云層、植被，進而實時監測土壤水分變化及降水動態。2）構建本地化數據處理中心，將衛星、無人機等多源遙感數據與氣象站、地面傳感器數據深度融合，運用地理信息系統技術進行圖層疊加分析，精準定位災害發生位置與范圍。3）建立與霍邱縣農業生產相適宜的監測指標體系，針對不同作物生長周期設定特定的光譜、植被指數閾值，以便更高效地識別干旱、洪澇、風雹等災害的發生及危害程度，為及時開展防災減災工作提供有力支撐。

4.2 強化技術人才培養

霍邱縣相關部門應多管齊下，強化技術人才培養。1）應強化與周邊高校、科研機構之間的合作，開設與農業遙感、氣象災害監測相關的專業課程，構建定向人才培養計劃。如果有條件，應強化實踐項目訓練，使學生可熟悉當地農業氣象特點與監測需求，使畢業生可直接投人實踐工作。2）可定期組織現有農業技術人員、氣象工作人員參加專業培訓與進修班，也可邀請業內專家開展遙感技術原理、數據處理分析軟件操作、災害監測模型應用等專題講座與培訓，提升其技術水平與業務能力[12]。3）應鼓勵技術人員積極參與行業研討會與學術交流活動，了解前沿技術動態，促使其將新知識、新技術帶回霍邱縣并應用于實際監測工作中，為霍邱縣農業氣象災害監測提供堅實的人才保障。

5結語

遙感技術在霍邱縣干旱、暴雨洪澇、風雹等農業氣象災害監測中發揮著重要作用，既可第一時間發現農業氣象災害并進行預警，又可及時掌握災害發生區域、強度及危害程度，為當地人及時采取防災減災措施創造有利條件。霍邱縣相關部門應通過構建專屬監測體系、強化技術人才培養等手段，強化遙感技術在農業氣象災害監測領域的應用，以最大限度提升農業抗風險能力，助推農業實現又好又快發展。

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