【正文】 以遙感監(jiān)測提取的冰雪信息為依據(jù)，以冰雪物。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)見圖 9 35 （ 2）基于遙感的流域水資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測 以遙感技術(shù)為手段，結(jié)合傳統(tǒng)方法，對(duì)山區(qū)積雪分布、地表水體、以及氣候氣象因子進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查，在此基礎(chǔ)上通過一定重復(fù)周期遙感數(shù)據(jù)的更新，提供專題信息，更新水文、氣象等因子的本底數(shù)據(jù)庫，建立遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。 ? 水文專題數(shù)據(jù)采集 圖形數(shù)據(jù)主要指流域自然信息、水利信息和社會(huì)信息的各種專題圖，包括地形圖、數(shù)字地面模型、遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測所產(chǎn)生的各種專題圖件。 ? 遙感圖像數(shù)據(jù)采集 利用衛(wèi)星遙感、航空遙感和地面遙感等監(jiān)測手段，采集與水利信息服務(wù)有關(guān)的資源、生態(tài)環(huán)境、洪水狀況等各方面的數(shù)據(jù)，獲取專題圖件，為兵團(tuán)水利管理和生態(tài)保護(hù)決策服務(wù)。主要包括遙感圖像數(shù)據(jù)、專題圖形數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、水文水環(huán)境遙測監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、用水信 息以及多媒體數(shù)據(jù)庫等。 主要研究內(nèi)容 以遙感、地理信息系統(tǒng)、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、海量存儲(chǔ)、系統(tǒng)模擬和專家系統(tǒng)等技術(shù)為手段，研究建立水利基礎(chǔ)信息系統(tǒng)（主要包括基于遙感和 GIS 的數(shù)據(jù)采 集、傳輸、存儲(chǔ)與管理系統(tǒng)）、信息處理系統(tǒng)（主要包括流域大尺度徑流模擬、洪水災(zāi)情遙感信息處理、土壤墑情信息處理）、信息服務(wù)系統(tǒng)（主要由流域水資源預(yù)測系統(tǒng)、洪災(zāi)損失評(píng)估系統(tǒng)、旱情預(yù)警系統(tǒng)）。 （ 4）霜凍、 冰雹災(zāi)后一周內(nèi)提交災(zāi)害評(píng)估報(bào)告；作物生長期內(nèi)以師、團(tuán)場為單位每旬提交作物病蟲害分布圖及發(fā)生發(fā)展報(bào)告。 （ 3）作物長勢監(jiān)測以旬報(bào)形式提供給各級(jí)農(nóng)業(yè)行政與技術(shù)部門，土壤墑情與作物旱情監(jiān)測報(bào)告根據(jù)需要進(jìn)行周報(bào)及旬報(bào)。 （ 2）作物產(chǎn)量遙感估測的精度在 85%以上，通過遙感估產(chǎn)模型與作物生長模型和氣象同化后可將精度提高至 90%以上。 包括 ： （ 1）農(nóng)作物種植種類空間分布圖、各類作物播種、收獲面積估算報(bào)告 （ 2）作物長勢監(jiān)測與分析報(bào)告（每旬） （ 3）作物病蟲害監(jiān)測報(bào)告（每半個(gè)月） （ 4）土壤墑情監(jiān)測報(bào)告（每周） （ 5）自然災(zāi)害評(píng)估報(bào)告（災(zāi)后一周） （ 6）農(nóng)田肥力監(jiān)測報(bào)告（每年） 33 （ 7）作物產(chǎn)量估測報(bào)告及示范區(qū)作物產(chǎn)量圖（收獲前一周） 主要的技術(shù)指標(biāo)包括： （ 1）實(shí)現(xiàn)對(duì)兵團(tuán)種植的主要 作物（棉花、小麥、玉米、水稻）進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別與分類，精度在 90%以上；各類作物種植面積提取精度與 GVG 系統(tǒng)采樣的總體精度在 90%以上，棉花面積的精度在 95%以上。通過災(zāi)后作物光譜變化，比較災(zāi)前災(zāi)后遙感影像變化，通過差值影像的方法，對(duì)作物災(zāi)情進(jìn)行定性分析；研究災(zāi)前災(zāi)后植被指數(shù)變化率與災(zāi)情程度的相關(guān)模型，對(duì)作物災(zāi)情進(jìn)行定量分析，為作物減災(zāi)防災(zāi)提供信息服務(wù)。 可實(shí)現(xiàn)示范區(qū)土壤肥力的動(dòng)態(tài)管理與監(jiān)測 ,探索 信息農(nóng)業(yè)的發(fā)展模式及降低成本， 提高產(chǎn)量水平的途徑 ，為農(nóng)業(yè)決策服務(wù)。 研究以地理信息系統(tǒng) (GIS)、全球定位系統(tǒng)（ GPS）、遙感（ RS）為基本手段和方法 ,集成土壤類型、土壤肥力、肥料使用、作物類型及產(chǎn)量等農(nóng)業(yè)專題數(shù)據(jù)，建立土壤綜合肥力的多變量、多因子評(píng)價(jià)模型 ,對(duì)土壤肥力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，建立施肥決策與診斷評(píng)價(jià)體系，并作為施肥決策的核心技術(shù)，應(yīng)用土壤肥力狀況的評(píng)價(jià)與施肥診斷推薦決策支持系統(tǒng)，制訂施肥推薦的方案，實(shí)現(xiàn)土壤肥力信息管理和施肥決策精確化。通過遙感數(shù)據(jù)反演土壤有機(jī) 32 質(zhì)等指標(biāo)的方法直接監(jiān)測土壤肥力；通過遙感數(shù)據(jù)得到的作物產(chǎn)量信息間接反映土壤肥力。利用綠度指數(shù)、黃度指數(shù)等進(jìn)行作物病蟲害的定性及半定量監(jiān)測；研究建立利用高光譜分辨率遙感數(shù)據(jù)診斷棉花主要病蟲害 （枯黃萎病、葉螨及蚜蟲）的模型，同時(shí)，根據(jù)建立的光譜指數(shù)與病害病情指數(shù)模型可量化作物病害程度并進(jìn)行病情分級(jí)，實(shí)現(xiàn)作物病蟲害的實(shí)時(shí)有效監(jiān)測，為及時(shí)采取有效防治措施提供精確的地理位置信息及時(shí)間信息，同時(shí)可對(duì)防治效果進(jìn)行監(jiān)測與評(píng)價(jià)，并為合理安排作物抗病、抗蟲品種的種植提供理論依據(jù)。 在棉花種植上，將多年來對(duì)棉花水分生理與農(nóng)田灌溉應(yīng)用的研究成果與基于空間數(shù)據(jù)的作物旱情與土壤墑情監(jiān)測技術(shù)集成，計(jì)算地表蒸散和干旱等級(jí)（作物缺水指數(shù) CWSI），為基于決策支持系統(tǒng)的棉花水分管理提供信息服務(wù)，將極大提高養(yǎng)分、水分利用效率和棉花產(chǎn)量，顯著增加經(jīng)濟(jì)效益。用分裂窗算法進(jìn)行 陸地表面溫度反演。 （ 4）主要農(nóng)作物旱情分析及土壤墑情監(jiān)測 研究利用植被溫度反演模型、遙感蒸散和旱情監(jiān)測模型監(jiān)測作物旱情與土壤墑情的方法與流程。為科學(xué)合理地制定施肥、灌水及化學(xué)調(diào)控措施提供量化依據(jù)。 根據(jù)作物自身生長發(fā)育的規(guī)律及遙感獲取信息的特點(diǎn)，研究確立基于遙感的作物長勢指標(biāo)量化體系；研究建立通過衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)對(duì)主要農(nóng)作物從出苗到收獲進(jìn)行全生育期長勢監(jiān)測與分析的方法，選擇不同時(shí)期的遙感影像，由衛(wèi)星、飛機(jī) 、地面三個(gè)平臺(tái)在時(shí)空和光譜分辨率上相互補(bǔ)充，獲取作物生長和營養(yǎng)狀況信息的模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)作物長勢的精準(zhǔn)監(jiān)測，為科學(xué)合理地制定栽培管理措施提供實(shí)時(shí)的信息依據(jù)，并可對(duì)實(shí)施的主要栽培技術(shù)進(jìn)行效果跟蹤與評(píng)價(jià)，以便及時(shí)總結(jié)并推 31 廣好的技術(shù)，盡早調(diào)整不合理的措施并彌補(bǔ)其帶來的不利影響。為兵團(tuán)精準(zhǔn)收獲合理調(diào)配收獲機(jī)械及勞動(dòng)力提供依據(jù)。從遙感估產(chǎn)的機(jī)理出發(fā)，通過分析研究作物光譜特征與產(chǎn)量構(gòu)成要素之間的聯(lián)系，以及作物植被指數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系，建立光譜模式、植被指數(shù)模式與氣象、農(nóng)學(xué)、光譜的復(fù)合模式以及遙感測產(chǎn)模型，進(jìn)行產(chǎn)量估測。項(xiàng)目研究可以通過遙感方法獲得作物生長發(fā)育模型中的關(guān)鍵農(nóng)學(xué)參數(shù)（葉面積指數(shù)、光合有效輻射、生物量），根據(jù)主要作物的生長發(fā)育模型，預(yù)測出作物產(chǎn)量，以此對(duì)直接用植被指數(shù)預(yù)測的產(chǎn)量進(jìn)行校驗(yàn)，也可用各團(tuán)場組織人工測定的作物產(chǎn)量對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證與參數(shù)調(diào)整，以提高產(chǎn)量預(yù)測精度。 研究建立遙感數(shù)據(jù)估測主要作物產(chǎn)量的方法與模型。以部分地點(diǎn)的實(shí)地抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)基于遙感數(shù)據(jù)所填作物空間分布圖 進(jìn)行驗(yàn)證與完善。利用獲取的多年、不同時(shí)相、覆蓋全兵團(tuán)的多源、不同空間分辨率、光譜分辨率遙感數(shù)據(jù)（ TM 、CBERSII、北京 1 號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)、 SPOT 數(shù)據(jù)），以 SAIL 模型及“十五” 863 項(xiàng)目構(gòu)建的“我國典型地物波譜庫”中主要農(nóng)作物的冠層光譜數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立本地化的農(nóng)作物冠層光譜數(shù)據(jù)庫，結(jié)合先驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行純像元提取、混合像元分解；將基于像元信息的作物分類算法與面向?qū)ο蟮姆诸愃惴ㄏ嘟Y(jié)合，并采用 分層分區(qū)監(jiān)督分類的方法，提高作物分類精度；根據(jù)不同的物候期，進(jìn)行圖像處理與解譯；在天氣條件不穩(wěn)定區(qū)域嘗試多時(shí)相雷達(dá)遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行作物分類與面積提取的方法；同時(shí)在各個(gè)分區(qū)布設(shè)地面采樣點(diǎn)，作為遙感影像分類的補(bǔ)充與驗(yàn)證。 圍繞農(nóng)業(yè)信息服務(wù)總體目標(biāo)，根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，采集并集成包括作物、農(nóng)田、氣象等專題數(shù)據(jù)，為生 產(chǎn)滿足農(nóng)業(yè)要求的信息服務(wù)產(chǎn)品提供數(shù)據(jù)支持（見圖 8）。 農(nóng) 情 歷 史 信 息 庫農(nóng) 田 氣 象 數(shù) 據(jù) 庫農(nóng) 田 基 本 信 息 庫專 家 知 識(shí) 庫農(nóng) 情 動(dòng) 態(tài) 數(shù) 據(jù) 庫農(nóng) 田G I S中 心計(jì) 算 機(jī)控 制作物管理專家系統(tǒng)生 長 模 擬 系 統(tǒng)良 種 推 薦 系 統(tǒng)管 理 決 策 系 統(tǒng)平 衡 施 肥 系 統(tǒng)病 蟲 草 害 防 治節(jié) 水 灌 溉 系 統(tǒng)空間定位農(nóng)作處方GPS 定位可 變比 率發(fā) 生器耕 作 播 種 控 制 系 統(tǒng)自 動(dòng) 灌 溉 控 制 系 統(tǒng)變 量 農(nóng) 藥 噴 灑 系 統(tǒng)變 量 施 肥 機(jī) 械測 產(chǎn) 評(píng) 估 系 統(tǒng)? ? .G P S 定 位信 息 采 集 系 統(tǒng) 信 息 處 理 系 統(tǒng) 實(shí) 施 系 統(tǒng) 圖 7 基于空間數(shù)據(jù)的農(nóng)作物變量管理系統(tǒng) 基于空間的農(nóng)業(yè)信息服務(wù)系統(tǒng)整合了農(nóng)田信息采集和信息處理部分，擬從以下 7 個(gè)方面開展研究。 主要 研究內(nèi)容 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的核心內(nèi)容 之一是利用空間數(shù)據(jù)獲取農(nóng)作物空間差異信息驅(qū)動(dòng)變量措施管理。 考核的 主要指標(biāo) （ 1）數(shù)據(jù)庫建設(shè) 27 地理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與遙感數(shù)據(jù)處理必須遵循相應(yīng)的國家與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，部分國家與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范如下： BG/T 177981999: 地球空間數(shù)據(jù)交換格式 GB 22602021: 中華人民共和國行政區(qū)域代碼 GB 1234290 1： 25， 000 1： 50， 000 1： 100， 000 地形圖圖式 CH/T 10072021: 基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品元數(shù)據(jù) CH 10052021: 基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品數(shù)據(jù)文件命名規(guī)定 GB 159681995 遙感影像平面圖制作規(guī)范 此外，重點(diǎn)區(qū)域或者應(yīng)急事件發(fā)生區(qū)域每年必須獲取一個(gè)時(shí)相的高空間分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)或者航空遙感數(shù)據(jù)； MODIS 數(shù)據(jù)應(yīng)該按月或者旬（視具體需要定）獲?。? 遙感數(shù)據(jù)的獲取與處理在得到數(shù)據(jù)一個(gè)月完成數(shù)據(jù)預(yù)處理，在 3 個(gè)月內(nèi)完成高級(jí)產(chǎn)品的生產(chǎn)； 遙感圖像數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)質(zhì)量正常情況下）幾何糾正的誤 差應(yīng)該控制在 12 個(gè)像元內(nèi)； （ 2）空間信息共享平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo) ? 空間信息共享平臺(tái)中心節(jié)點(diǎn)內(nèi)部局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)百萬兆級(jí)傳輸能力； ? 空間信息共享平臺(tái)各分中心、信息站（點(diǎn)）內(nèi)部局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)垂直主干千兆、水平百兆至桌面?zhèn)鬏斈芰Γ? ? 系統(tǒng)容量 —— 具備支持 20 萬注冊用戶的能力 ； ? 穩(wěn)定接入各種應(yīng)用終端數(shù)量不少于 5000 臺(tái)； ? 中心節(jié)點(diǎn)輸出信息流量能力： 10Gbps； ? 設(shè)計(jì)壽命： 15 年； （ 3） 空間信息共享平臺(tái)軟件系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo) ? 數(shù)據(jù)庫響應(yīng)時(shí)間 ≤ 1s； ? 數(shù)據(jù)庫吞吐量 ≤ 3000 條 /s； ? 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)并發(fā)處理能力≤ 10000； ? 認(rèn) 證授權(quán)響應(yīng) —— 認(rèn)證平均響應(yīng)時(shí)間 ≤ 3s / 認(rèn)證系統(tǒng)認(rèn)證正確率 %； 28 ? 網(wǎng)站訪問響應(yīng)時(shí)間 —— 網(wǎng)站訪問平均響應(yīng)時(shí)間 ≤ 3s，峰值 ≤ 10s。整體系統(tǒng)應(yīng)具有較高的容錯(cuò)性和可恢復(fù)性，避免發(fā)生不定期錯(cuò)誤導(dǎo)致運(yùn)行中斷。具體措施包括內(nèi)外網(wǎng)隔離的訪問控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)視、入侵檢測、端口安全設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)防病毒系統(tǒng)、災(zāi)難備份和恢復(fù)系統(tǒng)等。 在構(gòu)建整體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，充分消除硬件各個(gè)組成部分、各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)可能存在的不穩(wěn)定因素。 （ 6）信息安全設(shè)計(jì) 信息安全是空間信息數(shù) 據(jù)共享平臺(tái)工程的基本要求。建立一個(gè)相對(duì)完善的元數(shù)據(jù) 管理 系統(tǒng)的工作，包括幾方面的內(nèi)容 ： 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，元數(shù)據(jù)的提取、質(zhì)量保證和再處理，系統(tǒng)的維護(hù)。 元數(shù)據(jù)操作系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享的基礎(chǔ)。 在兵團(tuán)空間信息管理與服務(wù)平臺(tái)建設(shè)中，必須根據(jù)國家有關(guān)空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，研究制定并完善空間數(shù)據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系與政策法規(guī)，在數(shù)據(jù)采集 26 規(guī)范、指標(biāo)代碼體系、接口標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫媾c國際、國內(nèi)信息標(biāo)準(zhǔn)接軌。促進(jìn)地理空間信息的共享和廣泛應(yīng)用，研究、制 定并實(shí)施有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)研究有關(guān) 遙感數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)性地理空間信息分類、編碼及其質(zhì)量控制。共享的形式可以是：以硬盤拷貝、在線瀏覽、接口服務(wù)等三種形式提供空間數(shù)據(jù)尤其是遙感數(shù)據(jù)的免費(fèi)共享服務(wù)。 空間數(shù)據(jù)共享服務(wù)模塊：為兵團(tuán)各行業(yè)部門以及師團(tuán)提供空間數(shù)據(jù)產(chǎn)品，“一次采集，多部門使用”。 生態(tài)環(huán)境空間信息服務(wù)子模塊：每年提供沙漠化遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測圖、植被類型分布專題圖、植被生態(tài)恢復(fù)專題圖、 土地 沙化專題（等級(jí)）圖、土壤鹽漬化專題圖、草地、林地植被長勢圖和當(dāng)季災(zāi)情監(jiān)測評(píng)估報(bào)告等服務(wù)。提供經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、工業(yè)園區(qū)、城填等土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)與分析報(bào)告；為作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整較大的團(tuán)場、特殊地域團(tuán)場及新建團(tuán)場、邊遠(yuǎn)團(tuán)場提供土地評(píng)價(jià)報(bào)告。 水資源與水災(zāi)害空間信息服務(wù)子模塊： 提供流域水系圖、水庫蓄水動(dòng)態(tài)監(jiān)測與分析、灌區(qū)渠系分布、灌溉類型、水文、氣象站點(diǎn)分布 圖、機(jī)井分布、旱情監(jiān)測與預(yù)警、 雪被監(jiān)測與融雪估算 、洪水 預(yù)測等服務(wù)。這種集成方式采用鏈接技術(shù)，不 僅可提高系統(tǒng)的集成程度，而且還將 GIS 的空間分析功能和專業(yè)子系統(tǒng)的決策支持功能有機(jī)結(jié)合起來，使系統(tǒng)的整體功能得到了提高，是目前最佳的系統(tǒng)集成方式。充分利用可視化軟件開發(fā)工具的高效方便的編碼功能，實(shí)現(xiàn)各種專用的、復(fù)雜的分析方法，利用 GIS 工具軟件完備的空間數(shù)據(jù)可視化分析處理功 24 能，大大提高應(yīng)用程序的開發(fā)效率，使用面向?qū)ο蟮目梢暬浖_發(fā)出來的應(yīng)用程序具有良好的外觀和完善的功能，并且可靠性高，便于維護(hù)。 總之，本部分主要是為了開發(fā)集成平臺(tái)空間信息存儲(chǔ)、管理、顯示、查詢、分析與可視化的功能模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)海量空間信息的管理與分析，同時(shí)為各業(yè)務(wù)服務(wù)產(chǎn)品的生成提供基礎(chǔ)工具。根據(jù)平臺(tái)空間信息服務(wù)的具體內(nèi)容，開發(fā)與集成特定的空間分析模塊，以滿足空間信息管理與分析的需求。 ? 空間分析模塊 空間分析是 GIS 的重要功能，是對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行信息挖掘和開發(fā)專業(yè)應(yīng)用模型的基本工具，包括空間搜索分析、空間覆蓋分析與空間統(tǒng)計(jì)分析等，在此不能一一述及。 ? 查詢統(tǒng)計(jì)模塊 查詢方式可以分為：“通過屬性條件查詢定 位”、“通過空間定位查詢空間屬性信息”，以及“緩沖區(qū)查詢”等方式。標(biāo)注功能主要是指根據(jù)屬性項(xiàng)對(duì)空間對(duì)象的標(biāo)注。 23 ? 顯示控制模塊 包括一系列對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和對(duì)空間對(duì)象進(jìn)行標(biāo)注的功能，大致包括對(duì)視圖進(jìn)行管理的功能、多圖層管理、空間對(duì)象標(biāo)注以及一些方便顯示瀏覽的功能。 ? 圖形矢量數(shù)據(jù)編輯模塊 包括常用圖