广西农业科学院第二批青年拔尖人才系列报道之十一

黄启厅：做好热区农业遥感研究，助力数字农业发展

遥感（Remote Sensing，RS）是指通过卫星和飞机等航天航空平台搭载的传感器，在不接触目标物体条件下探测目标地物，获取其反射、辐射或散射的电磁波信息（如电场、磁场、电磁波、地震波等信息），并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。而农业遥感系指将遥感技术与农学各学科知识相结合，为农业发展服务的一门综合性学科，主要包括农业资源调查，土地利用现状分析，作物面积与长势监测、自然灾害与病虫害监测预警，农作物估产等方面。由于卫星遥感具有周期性重访、客观性强及覆盖范围广等优势，很早就成为国家乃至全球尺度农业信息获取的重要手段。随着卫星时空分辨率的不断提升及无人机技术的飞速发展，遥感技术也成为了当前数字（智慧）农业和精准农业的重要数据来源之一。

2017年，从中国科学院遥感与数字地球研究所博士毕业的黄启厅，怀着探索热区农业遥感科学研究、为广西数字（智慧）农业发展贡献绵薄之力的初心，进入广西农业科学院信息所工作，担任农业遥感工程研究中心主任和农业遥感应用团队负责人。作为所内新设立的学科，团队成立之初面临着科研经费不足、仪器设备缺乏等难题。在所领导及同事的关怀和支持下，通过项目的点滴积累，遥感研究所需的高性能工作站、室内高光谱仪、高光谱成像仪、激光雷达、多种无人机平台等各类设备不断得到配备充实，科研条件逐步得到改善。经过4年多的发展，团队规模也从最初的5人发展到了如今的10人。

以往农业遥感研究和应用主要以北方作物为主，这是因为北方地区作物较为单一，地势平坦，可获取的晴空遥感数据来源也较为丰富。广西耕地破碎，种植制度复杂，多云雨气候，具有典型的热区农业特点，这些因素给遥感数据的获取、处理及信息提取带来了巨大挑战。只有突破了这些难题，才能真正推动遥感技术在我国南方地区及东盟国家的应用落地。

“困难与机遇往往是一对孪生关系，广西独特的热区农业特点也需要相应的遥感理论与技术支撑。”黄启厅说道。

为此，黄启厅和团队成员开始了热区农业遥感的方法和技术探索。为了克服多云雨气候对遥感影像可获得性的影响，他们分别发展了基于光学“碎片化”有效数据以及光学+微波SAR协同的多源卫星数据综合利用方法。针对耕地破碎和种植制度复杂的难题，提出了面向作物信息提取的二步法框架：首先基于高分辨率影像和人工智能技术获取地块的精细边界（或利用现有的高分地块边界数据）；然后，以地块边界为空间约束，结合时间序列影像和作物生长特征进行作物信息的精准提取。

“目前，热区农业遥感的相关研究并不多见，在理论研究和技术探索方面亟待更多的投入。”黄启厅再次说道。

地面调查与样本采集是农业遥感必不可少的工作之一。在甘蔗表型结构和理化参数遥感反演工作中，黄启厅和团队成员不顾七八月份的酷暑天气，扎进蔗田进行叶面积、光谱反射率等参数测量和采样分析。为了开展甘蔗、柑橘等作物霜冻灾害的早期遥感识别，他和团队成员驱车几百公里冒着严寒在野外开展调查采样。这样的外业调查通常一做就是一个星期甚至半个月。参加工作4年多来，黄启厅几乎走遍了甘蔗、柑橘、蚕桑等广西优势特色作物的主产区县，详细了解每一种作物的生长习性、种植环境特点及病虫害的发生发展规律，获得了宝贵的第一手数据资料。为了更好掌握土壤、生态、作物栽培、植保等农学基础理论，他虚心向专家和前辈请教，充分利用时间查阅文献资料，不断充实自己的知识储备。

以扎实的研发工作为基础，黄启厅所在的农业遥感团队目前已建立起覆盖我国甘蔗主产省份的甘蔗大田传感器观测网络，面向广西、云南、海南等五个甘蔗主产省份定期开展种植面积、长势、灾害及产量状况的遥感监测反演，为糖业主管部门和企业的生产管理决策提供了数据保障。同时，为满足产业布局优化和农业保险等业务需求，他们对广西柑橘、蚕桑等优势特色作物也进行了种植信息的遥感提取工作。

参加工作以来，黄启厅作为项目骨干参与了国家自然科学基金重点项目“高分遥感大数据图谱协同计算模型”、国家重点研发计划课题“地理大数据时空格局识别与透视”等多个项目研究，目前承担农业农村部数字农业试点项目“糖料蔗全产业链大数据平台建设与应用”、广西创新驱动重大专项“糖业发展大数据平台开发”、“广西智慧柑橘产业关键技术研发与集成示范”等项目的课题负责人。在Remote Sensing 等国内外期刊发表论文10多篇，申请专利7项，软件著作权20多项。作为主要人员参与了《遥感图谱认知》《遥感大数据智能计算》2本专著的编写工作。2017年获广西农业科学院科技进步一等奖1项（排名第二）；2018年获广西科技进步三等奖（排名第二）；2021年获广西测绘地理信息科学技术奖一等奖和广西农业科学院科技进步二等奖各1项（排名第一）。

    “热区农业遥感无论是在理论方法研究还是在业务应用上都具有较大发展潜力。随着我国航天航空事业的飞速发展，以及人工智能、大数据等信息技术应用的不断深入，遥感科学研究的新理论新方法层出不穷，尤其是在当前实施乡村振兴战略和国家大力发展数字农业、智慧农业的背景下，热区农业遥感也将迎来新的发展机遇。”面对今后的研究，黄启厅信心满满地说道。

黄启厅在柑橘果园开展霜冻灾害识别的无人机航飞

黄启厅和团队成员在做甘蔗野外调查

院办公室  薛臣艺供稿/黄启厅供图  杨景峰审核

责任编辑：薛臣艺