中國科學院空天信息創新研究院 劉林毅

植被病蟲害對生物安全、糧食安全和生態安全造成重大威脅，植物病蟲害造成全球高達40%的糧食歉收（FAO），我國農作物病蟲害年均發生65億畝次，造成損失約占糧食總產量1/6；我國林草病蟲害年均直接經濟和生態服務價值損失超2000億元。

中國科協2020年十大工程技術難題是如何實現農業重大入侵生物的前瞻性風險預警和實時控制？2022年十大產業技術問題是如何利用多源數據實現農作物病蟲害精準預報？

在全球氣候變化的背景下，農林牧病蟲害發生范圍和危害程度有明顯的擴大和增強趨勢，且其發生流行呈現新的模式。傳統以點代面的病蟲測報方式，代表性、精度和時效性存在一定問題，迫切需要攻關全球作物重大病蟲害監測和預測技術，實現全球尺度病蟲害科學高效測報，指導綠色智慧防控，保障糧食、生態安全與區域穩定。

早發現、精準監測預警是植被病蟲害科學防控的關鍵。而空間信息技術具備顯著的應用優勢，它以地面調查為基礎，以植保模型為依據遙感驅動模型空間化，實現區域病蟲動態預測技術?？山沂敬蟪叨炔∠x害寄主的空間分布、生長狀況及景觀特征；相對于傳統氣象觀測參數，遙感反演的溫濕度與病蟲生存環境更加接近；可揭示寄主與生境空間差異。

綜合遙感、氣象、植保、生態等多源數據，分析植被病蟲害的光譜響應機制，提取敏感特征構建病蟲害監測與區分模型，將模型應用于多時相數據集，實現植被病蟲害空間信息動態監測。

植被病蟲害遙感時序預測的總體思路是綜合遙感影像、氣象觀測數據和野外調查數據等，研究病蟲害生境的評價方法，并結合病原體發育模型和害蟲遷飛模型，經過數據同化處理，形成病蟲害預測模型，將模型應用于長時序多源數據集，實現病蟲害遙感時序預測。

去年，中國科學院空天信息創新研究院又發布了最新的植被病蟲害遙感監測與預測系統升級版，該系統匯聚了多源、多尺度、多模式海量地球大數據，涵蓋了植被參數反演、病蟲生境監測、災害識別與早期預警、農牧業損失評估等功能模塊。

結合氣象數據和地面植保調查，基于作物病蟲害遙感預警模型，依托自主研發的基于WebGIS的植被綜合利用國內環境系列、高分系列等，以及美國和歐盟等系列衛星遙感數據，病蟲害遙感監測與預測系統，實現了全球尺度多年作物重大病蟲害動態預警。同時，基于長時序多源遙感數據，提取蝗蟲遙感監測預警指標，耦合生物模型、生境適宜性分析模型及遙感技術，實現多年全國尺度東亞飛蝗蝗區遙感監測及發生動態預測。整體推動了植被生態系統保護的多學科融合和產業化進程。

2023智慧農業大會現場