中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院科技信息研究所 李海亮 王少青

建立我國熱帶農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)庫，對各項農(nóng)業(yè)資源進行規(guī)范化管理，并在此基礎上進行熱帶農(nóng)業(yè)資源分析研究是我國熱帶農(nóng)業(yè)發(fā)展的關鍵。

我國熱帶農(nóng)業(yè)的發(fā)展關系到國家經(jīng)濟社會發(fā)展的全局，熱帶農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向關系到熱帶自然資源的合理利用、熱帶產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整、熱區(qū)經(jīng)濟的健康發(fā)展。熱帶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)是一個高度復雜的自然—社會復合體系，相對于大農(nóng)業(yè)而言具有它自身的一些特點，比如氣候、資源、災害、地理位置等，這就使得熱帶農(nóng)業(yè)對資源環(huán)境的依賴程度更高，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、管理、處理的方法已顯得“力不從心”了，3S技術已成為熱帶農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化及其可持續(xù)發(fā)展的強有力支持。遙感技術作為現(xiàn)代信息技術的前沿技術，能夠快速準確地收集農(nóng)業(yè)資源和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的信息，結合地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)等其他現(xiàn)代高新技術，可以實現(xiàn)信息收集和分析的定時、定量和定位。客觀性強，不受人為干擾，方便決策。因此，在我國熱帶農(nóng)業(yè)發(fā)展的新階段，推進遙感技術在熱帶農(nóng)業(yè)中的應用，將促進熱帶農(nóng)業(yè)決策科學化，為熱帶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供高質(zhì)量的服務。

熱帶農(nóng)業(yè)資源調(diào)查

由于熱區(qū)大部分區(qū)域?qū)儆谖覈^落后的地區(qū)，盡管我國在20世紀80年代已經(jīng)要求各個縣將農(nóng)業(yè)資源調(diào)查作為縣級以上人民政府法定政府職能工作之一，但熱區(qū)由于發(fā)展較緩慢，且作為熱區(qū)重點區(qū)域的海南省于1988年成立，熱區(qū)農(nóng)業(yè)資源的總體調(diào)查并未形成系統(tǒng)。所以在現(xiàn)階段熱區(qū)農(nóng)業(yè)的發(fā)展中，有必要將熱區(qū)總體農(nóng)業(yè)資源進行調(diào)查匯總，建立我國熱帶農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)庫，對各項農(nóng)業(yè)資源進行規(guī)范化管理，并在此基礎上進行熱帶農(nóng)業(yè)資源分析研究是我國熱帶農(nóng)業(yè)發(fā)展的關鍵。熱區(qū)特有的作物是我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中的重要組成部分，熱區(qū)天然橡膠的種植是我國戰(zhàn)略物資自給的重要來源；木薯、麻業(yè)等經(jīng)濟作物和芒果、香蕉、椰子等熱帶水果是我國熱區(qū)特有的資源財富，如何根據(jù)現(xiàn)有熱區(qū)農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)分析熱帶作物的生產(chǎn)管理，并對其進行監(jiān)測和指導，是熱帶農(nóng)業(yè)科技部門、管理部門的重要職責。

熱帶農(nóng)業(yè)資源是我國農(nóng)業(yè)資源的重要組成部分，也是我國特色農(nóng)業(yè)資源的代表，因此，熱帶農(nóng)業(yè)資源同我國大農(nóng)業(yè)資源一樣，包括農(nóng)業(yè)空間基礎數(shù)據(jù)以及農(nóng)業(yè)發(fā)展相關屬性數(shù)據(jù)?；A空間數(shù)據(jù)主要有行政區(qū)劃圖、地形圖、土地利用現(xiàn)狀圖、河流水系圖、土壤類型圖和重要作物種植區(qū)劃圖等；農(nóng)業(yè)發(fā)展相關屬性數(shù)據(jù)主要有氣象數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)人口調(diào)查數(shù)據(jù)、作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟各項分析數(shù)據(jù)等。行政區(qū)劃圖、地形圖和河流水系分布圖等各省市國土部門均有保存以及更新，而土壤圖和土地利用現(xiàn)狀圖等基礎數(shù)據(jù)在各省市國土和農(nóng)業(yè)部門都有保存和更新，而這些基礎數(shù)據(jù)是我國資源規(guī)劃、資源合理利用以及上至政府決策下至區(qū)縣農(nóng)機服務機構服務農(nóng)業(yè)的重要依據(jù)。

熱帶作物農(nóng)業(yè)區(qū)劃

所謂農(nóng)業(yè)區(qū)劃，是依據(jù)客觀的自然規(guī)律、經(jīng)濟規(guī)律和地域分異規(guī)律，依據(jù)當?shù)氐淖匀?、?jīng)濟和社會條件所進行的農(nóng)業(yè)地域劃分。農(nóng)業(yè)區(qū)劃是將農(nóng)學、地學、經(jīng)濟學和社會學等多個學科，通過農(nóng)業(yè)的空間性和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條的連貫性整合起來，利用各學科的相關理論和技術，依據(jù)農(nóng)業(yè)資源的一致性和空間差異性進行合理的劃分，形成農(nóng)業(yè)區(qū)，進而在農(nóng)業(yè)區(qū)的基礎上發(fā)展該區(qū)的主導農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)和輔助產(chǎn)業(yè)，用以指導農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展。進行農(nóng)業(yè)區(qū)劃的基本目的是為了按照農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的客觀規(guī)律指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)依據(jù)國家宏觀決策和區(qū)域特點進行農(nóng)業(yè)區(qū)劃，運用比較優(yōu)勢理論進行合理區(qū)域分工，發(fā)展優(yōu)勢產(chǎn)品，不斷提高主產(chǎn)區(qū)的專業(yè)化、基地化、集約化水平。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有強烈的地域性，地區(qū)差異十分明顯，我國熱區(qū)是區(qū)域化最明顯的農(nóng)業(yè)區(qū)，我國諸多熱帶作物幾乎只在熱區(qū)有種植。作為熱區(qū)資源工作的一個方面，根據(jù)需要開展區(qū)域優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品專項區(qū)劃，是熱區(qū)農(nóng)業(yè)進行產(chǎn)業(yè)布局和結構調(diào)整的重要依據(jù)。通過農(nóng)業(yè)資源調(diào)查，進而掌握熱區(qū)農(nóng)業(yè)資源分布的具體情況，如數(shù)量、質(zhì)量、變化動態(tài)、地理優(yōu)勢等基礎信息后，利用遙感技術分析調(diào)整熱區(qū)農(nóng)業(yè)結構以適應資源配置和市場變化是熱區(qū)農(nóng)業(yè)區(qū)劃的主要目的。

熱區(qū)農(nóng)業(yè)區(qū)劃的進行主要是綜合農(nóng)業(yè)區(qū)劃，即從綜合觀點出發(fā)根據(jù)區(qū)域各項資源條件的差異性歸納共同性，劃分具有各自特點的農(nóng)業(yè)區(qū)。除此之外，還可進行林、牧等生產(chǎn)部門的區(qū)域劃分。農(nóng)業(yè)區(qū)劃的幾個依據(jù)：一是行政區(qū)劃。農(nóng)業(yè)區(qū)劃的最終目的是科學指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，因此，在進行農(nóng)業(yè)區(qū)劃時，一般由行政縱向來進行；二是劃分依據(jù)和主導因素。地貌、氣候、土壤等自然因素是形成農(nóng)業(yè)區(qū)劃的主導因素，如何根據(jù)主導因素進行農(nóng)業(yè)區(qū)劃，是農(nóng)業(yè)區(qū)劃成功與否的關鍵；三是依據(jù)“類似性”原則劃分農(nóng)業(yè)區(qū)。首先要考慮的是農(nóng)業(yè)自然條件的類似性，還要考慮經(jīng)濟條件的類似性、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特征和今后發(fā)展的類似性以及生產(chǎn)中存在的問題和解決措施的類似性。

熱帶作物長勢監(jiān)測與估產(chǎn)

我國熱帶地區(qū)作物資源豐富，如工業(yè)原料：橡膠；油料作物：油棕、椰子、腰果；香料作物：胡椒、香茅、香根、羅勒；纖維作物：龍舌蘭科麻類、番麻、蕉麻、爪哇木棉；飲料作物：咖啡、可可；藥材：砂仁、巴戟、檳榔、三七；熱帶水果：香蕉、荔枝、龍眼、菠蘿、芒果、油梨、番瓜、番石榴等。由于熱帶作物對熱量、降水量等條件要求較高，熱帶作物的生長受自然資源環(huán)境的影響較大，應用遙感技術對熱帶作物生長過程的狀況與趨勢進行監(jiān)測，其目的是為田間管理提供及時的信息以及為早期產(chǎn)量估計提供依據(jù)。所以，應用遙感技術進行熱帶作物長勢監(jiān)測與估產(chǎn)對熱帶農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)管理有著重要的意義。

作物長勢遙感監(jiān)測是建立在綠色植物光譜理論基礎上的，同一種作物，由于光、溫、水、土等條件的不同，其生長狀況也不一樣，在衛(wèi)星照片上表現(xiàn)為光譜數(shù)據(jù)的差異。根據(jù)作物對光譜的反射特性，在可見光部分有強的吸收帶，近紅外部分有強的反射峰，這些敏感波段及組合（通常稱為植被指數(shù)）可以反映出作物生長信息，判斷作物的生長狀況，從而進行長勢的監(jiān)測。考慮到經(jīng)濟性與時效性，用各類衛(wèi)星資源的NDVI等植被指數(shù)與作物建立長勢模型是切實可行的。同時，個體特征是難以用遙感監(jiān)測的，必須依靠地面監(jiān)測。遙感監(jiān)測長勢的總方案為應用NDVI等植被指數(shù)與葉面積指數(shù)的相關性，并考慮地面的監(jiān)測與農(nóng)學模型，從而監(jiān)測作物的長勢。遙感監(jiān)測指標的選擇與單產(chǎn)模型的建立是遙感監(jiān)測與估產(chǎn)工作的重點難點。熱帶作物種類較多，差異較大，生長的影響因子也不一樣，所以應根據(jù)作物的特點選用不同的監(jiān)測指標，同時，單產(chǎn)模型的建立是本工作的難點。

熱帶作物臺風災害監(jiān)測與評估

臺風是危害沿海熱帶地區(qū)的最大自然災害之一，海南、廣東、福建等地幾乎每年都受到臺風的襲擊，熱帶作物，如橡膠、熱帶水果等在臺風災害中受損十分嚴重。臺風對熱區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展、農(nóng)民生活影響巨大。因而對熱區(qū)臺風進行災情監(jiān)測與災后評估從而指導災后補救與恢復生產(chǎn)工作具有現(xiàn)實意義。

臺風災害評估是從災害的致災因子和孕災環(huán)境角度，通過分析導致災害發(fā)生的自然現(xiàn)象的頻度和強度，建立和保存歷史災害記錄，對各種自然災害繪制危險性區(qū)劃圖，對易損性及潛在影響進行評估。災害評估的主要方法有資料分析法、實驗模型法、數(shù)學模型法、遙感GIS法。臺風災害監(jiān)測與評估的可行性方法有以下兩種：一是利用多時段遙感數(shù)據(jù)進行災情評估：在進行多時段遙感影像災害評估時，要有至少兩個時段的災害區(qū)域受災前后的遙感影像，這兩個時段的時間間隔要盡可能的短，以消除或減少非災害因素變化帶來的影響，對比兩個時段遙感影像中空間對象的變化，利用這種空間對象的變化來進行災害災情評估，這是進行多時段遙感影像災害評估的主要方法，但是目前尚無現(xiàn)存的監(jiān)測臺風對林木損壞的遙感指標，需要用不同類型遙感數(shù)據(jù)、不同波段與波段組合進行研究區(qū)的實驗；二是對災后遙感影像進行目視解譯：通過對遙感影像紋理進行分析，對災害造成的損失情況進行目視解譯，進而得出對災害損失情況的評定結果，其重點是臺風災情指標體系的建立。這種方法因不需災前遙感影像從而使災情分析極為便利。但由于采用人工目視解譯的方法，獲取災情信息的時間較長，很難滿足快速災情實時監(jiān)測和評估需要；而且由于缺少災前遙感影像，無法實現(xiàn)空間對象的災前與災后對比分析，從而影響了評估精度。災情遙感數(shù)據(jù)主要有4種來源：光學和微波衛(wèi)星影像、航空影像、機載激光雷達影像和視頻影像等。由于臺風災情信息多樣性和信息需求的緊迫性，不可能用一種影像即可完全滿足臺風災情快速、精確分析要求，因此利用多源遙感影像來進行臺風災情評估是一種重要的選擇。