在農業生產中，農作物的估產，不只是估算產量，更影響著農業生產計劃制定、糧食安全保障、對外貿易調整等多方面的大政方針，因此，更加精準的估產信息，也意味著將會給農業生產提供更準確的參考。
記者從中國農科院獲悉，近日，我國科學家成功構建了一種作物估產的新算法，該算法結合了衛星遙感信息和作物生長模型數據，大范圍作物估產精度可以達到95%以上。該算法由中國農科院農業資源與農業區劃研究所農業遙感創新團隊和智慧農業創新團隊完成，相關研究成果在線發表在《環境遙感（Remote Sensing of Environment）》上。隨著農業生產現代化的推進，作物估產的作用越來越受到重視，估產方法也越來越先進和準確。中國農科院農業資源與農業區劃研究所吳尚蓉博士介紹，作物估產在很多方面都發揮著重要的作用，比如指導農業生產、進行生產調整和決策等，在及時、準確地了解當年各種作物的預計產量之后，就可以及時調整生產策略，科學謀劃、合理安排下一年農業生產，這對保障國家糧食安全有非常重要的作用。同理，估產在對外貿易策略制定、爭取在國際貿易中的主動權、保持農業可持續發展等方面也同樣意義重大。
為此，科學家們嘗試建立一種更好的兼具空間連續性和時間連續性的數據同化新算法。吳尚蓉介紹，此次發表的研究成果是在兼顧作物生長模型和遙感數據二者優勢基礎上，一定程度上彌補了常用同化算法的不足。其中，主要兼顧了兩方面的優勢，第一，融入了作物生長模型的機理性及其對作物生長過程變化連續模擬的能力，第二，結合衛星遙感數據，利用了衛星遙感數據空間連續性較強的特點。最終，科學家們提出了遙感信息與作物生長模型數據同化新算法，并成功構建了作物估產同化系統。
在此前的實驗中，科學家們在河北衡水全域范圍內，以冬小麥為對象，進行區域冬小麥產量定量模擬和估算，作物估產同化系統在單點尺度和區域尺度作物單產模擬中都達到較高精度水平，證明了所提數據同化新算法及同化系統在大范圍作物單產定量模擬中具有一定可行性和有效性。其中，區域作物單產的估產準確度可達到95%以上，且彌補了常用遙感統計估產模型無法對作物生長變化過程和產量形成進行定量化解釋的不足。
據介紹，該估產同化系統，是對國際現有遙感與作物生長模型數據同化算法和同化系統的有益補充，對提高遙感與作物生長模型數據同化的作物產量模擬估算精度和水平都具有重要的科學意義，對開展大范圍作物產量模擬預測、區域作物生長監測評價和保障國家糧食安全等，也具有重要應用價值。
該研究得到國家自然科學基金（創新研究群體）、中國科協青年人才托舉工程和中國農科院科技創新工程等項目共同資助。
記者從中國農科院獲悉，近日，我國科學家成功構建了一種作物估產的新算法，該算法結合了衛星遙感信息和作物生長模型數據，大范圍作物估產精度可以達到95%以上。該算法由中國農科院農業資源與農業區劃研究所農業遙感創新團隊和智慧農業創新團隊完成，相關研究成果在線發表在《環境遙感（Remote Sensing of Environment）》上。隨著農業生產現代化的推進，作物估產的作用越來越受到重視，估產方法也越來越先進和準確。中國農科院農業資源與農業區劃研究所吳尚蓉博士介紹，作物估產在很多方面都發揮著重要的作用，比如指導農業生產、進行生產調整和決策等，在及時、準確地了解當年各種作物的預計產量之后，就可以及時調整生產策略，科學謀劃、合理安排下一年農業生產，這對保障國家糧食安全有非常重要的作用。同理，估產在對外貿易策略制定、爭取在國際貿易中的主動權、保持農業可持續發展等方面也同樣意義重大。
新算法對大范圍作物估產的精度可以達到95%以上。中國農科院供圖
農作物又是如何估產的呢？過去估產，采取的是層層上報的統計方法，不僅工作效率低，而且信息相對滯后。衛星遙感技術的應用，使得作物估產變得快速、高效，但衛星遙感獲取的是地表瞬時信息且存在一定過境周期，導致遙感本身也存在時間連續性不強的問題。另外，目前常用的遙感估產方法大多為統計模型，不能實現對作物生長過程和產量形成進行定量描述。上述問題無法滿足人們對作物估產工作不斷提高的精度需求和定量化要求。為此，科學家們嘗試建立一種更好的兼具空間連續性和時間連續性的數據同化新算法。吳尚蓉介紹，此次發表的研究成果是在兼顧作物生長模型和遙感數據二者優勢基礎上，一定程度上彌補了常用同化算法的不足。其中，主要兼顧了兩方面的優勢，第一，融入了作物生長模型的機理性及其對作物生長過程變化連續模擬的能力，第二，結合衛星遙感數據，利用了衛星遙感數據空間連續性較強的特點。最終，科學家們提出了遙感信息與作物生長模型數據同化新算法，并成功構建了作物估產同化系統。
在此前的實驗中，科學家們在河北衡水全域范圍內，以冬小麥為對象，進行區域冬小麥產量定量模擬和估算，作物估產同化系統在單點尺度和區域尺度作物單產模擬中都達到較高精度水平，證明了所提數據同化新算法及同化系統在大范圍作物單產定量模擬中具有一定可行性和有效性。其中，區域作物單產的估產準確度可達到95%以上，且彌補了常用遙感統計估產模型無法對作物生長變化過程和產量形成進行定量化解釋的不足。
據介紹，該估產同化系統，是對國際現有遙感與作物生長模型數據同化算法和同化系統的有益補充，對提高遙感與作物生長模型數據同化的作物產量模擬估算精度和水平都具有重要的科學意義，對開展大范圍作物產量模擬預測、區域作物生長監測評價和保障國家糧食安全等，也具有重要應用價值。
該研究得到國家自然科學基金（創新研究群體）、中國科協青年人才托舉工程和中國農科院科技創新工程等項目共同資助。
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