聚焦粮食保证打造智慧农业“智能遥感大脑”

粮食保证是关乎国计民生的根本大事，智慧农业已变成全球农业科技角逐的核心制高点，而粮食生产消息的适时高效获取，正变成当下智慧农业进展的关键节点。

国家农业消息化工程技术探讨中心首席科学家赵春江院士指导下，依托农业农村部农业遥感机理与定量遥感重点实验室革新团队，构建了空天地全覆盖、多级动态协同的粮食生产全程农情数智化监测体系，不但促进了空天消息技术、低空无人机、农业专用传感器等关键领域的科技革新，更提升了大数字与大模型技术在农业生产中的应用深度，打造了智慧农业“空天地智能遥感大脑”，为进展智慧农业新质生产力及保证粮食保证供给给予了有力支撑。

构建农业定量遥感体系 开启农业监测新阶段

围绕作物健康监测核心需求，团队突破常规遥感技术瓶颈，创建作物健康指标定量遥感技术体系，促进农业遥感从“定性描述”向“定量解析”跨越。

经过研发作物氮素与光合叶绿素光谱等效吸收转换模型，率先设立叶片氮素光谱响应模型，为无人机及卫星遥感定量反演作物氮素、叶面积指数（LAI）等健康指标给予核心支撑，较常规统计经验模型精度提升24%。深刻解析小麦、玉米等主粮作物丰产高效栽培形式下，叶片、茎秆氮素含量消长规律及与籽粒产量构成的内在机理，革新进展氮素运转驱动的作物生长及产量预报模型，达成逐日5-10米分辨率的作物养分及产量精准预测，胜利破解田块尺度作物生长动态下养分产量测报的长期难题。

赵春江院士指导作物生长诊断光谱仪-CropSense田间示范

针对降水、灌溉不均致使的肥效偏差难题，团队进一步构建作物水氮耦合养分盈亏诊断模型，估算精度达85.78%，并构成因田“大底方”与因苗“小处方”追肥决策方法，为作物营养状况遥感诊断给予全新思路，标志着农业遥感技术迈入定量应用新阶段。

研发智能传感装备 达成农情监测“所测即所得”

将作物定量遥感监测技术与软硬件工程深度融合，团队胜利研发系列先进作物健康智能传感器，以硬件革新夯实智慧农业监测基本。

其中，鉴于“互联网+”理念研发的作物生长诊断光谱仪（CropSense），可达成作物叶绿素、养分、生物量、产量等生长指标的在线实时监测，同步完成养分盈亏诊断与施肥调控提议输出。自2016年起，该产品已在河南、江苏、山东、黑龙江等粮食主产省推广应用1000余套，累计采集作物健康监测光谱及农学参数超30万条，先后斩获2021年农业农村部“新技术新产品新形式优秀工程”、2023年第49届瑞士日内瓦国际发明展银奖、2024年雄安将来之城无人农场技术应用大赛一等奖等多项荣誉。

新型视频高光谱与点云“图-谱合一”传感器iSpectrum5D 校飞胜利

针对作物冠层结构表型与生理生态表型激光-光谱一体化探测难题，团队创制国际首款无人机三维图谱合一作物表型感知系统。该系统突破芯片级滤光片阵列分光等6项核心关键技术，具备面阵快照高光谱、测绘级激光雷达、厘米级三维图谱融合、复杂环境实时光谱定标4大革新特色，可有效支撑作物高光效、高肥效育种及耐盐碱、耐旱、抗病虫等抗逆育种的表型鉴定筛选。目前，产品相干核心技术已获国际及国内发明专利授权，获取隆平高科、先正达等知名育种公司认可。

搭建时空智能业务系统 建成智慧农业“遥感大脑”

以“数字驱动、业务赋能”为核心，团队革新研发作物生产空天地时空智能业务系统，打造集“监测—诊断—决策—业务”于一体的智慧农业“遥感大脑”。

该系统融合定量遥感模型与农学专门知识，打通传感数字与高时空分辨率遥感数字的协同应用通道，可高效处置国产GF系列、Landsat、Sentinel及无人机遥感等多源数字，达成空天地数字的汇聚、治理、解析、发布及全场景应用。在业务层面，系统为农业生产治理部门给予作物面积、种植结构、物候农情等关键数字，涵盖产前种植规划、产中肥水药决策、农机作业调度及产后效益评估等首要功能，支撑国家农情调度与农场生产调度作业；为中化农业、潍柴雷沃等头部农企给予作物长势、养分、病虫害监测、产量预估及精准作业等SaaS智能决策业务，打通遥感监测与田间作业的联动“卡点”；为平安、中华联合等大型农险公司给予灾情查勘与定损业务，显著提升承保理赔效率。

截至目前，该成果已在北京、河南、河北等多个省市累计推广应用14亿亩次，训练农业技术人员3.2万余人次，获取显著公众金融效益。智慧农业“遥感大脑”业务系统持久斩获河南省、浙江省等多项科技一等奖，为遥感技术赋能智慧农业高质量进展探索出“新路径、新里程、新范式”，有力促进智慧农业新质生产力向全链条智能化、精准化方向进展。