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卫星、传感、大数据：农业精准节水的法宝

水资源保护2018 年 03 月 19 日

自古以来，水利建设一直都是农业发展的重中之重。中国“十三五”规划中乡村振兴战略的关键也在于水利设施建设，水利部更是在《2018年农村水利工作要点》中提出“完成新增2000万亩高效节水灌溉面积建设任务”，计划建设一批重大高效节水灌溉工程。

建立节水灌溉的目的之一在于保护日益紧缺的淡水资源。作为生产要素之一的农业用淡水资源，占全球可用水资源三分之二。

在农业灌溉中，农民经常会面临这样的问题：

降水量是否充足？是否会出现旱情或涝情？

水分是否在到达到农作物前已经蒸发到空气中？

有没有适当的排水系统？土壤养分会流失吗？

现代农业致力于帮助农民解决这些有关农业“水分管理”的问题，通过使用像卫星、数字成像软件和人工智能等现代农业工具，农民可以保护、测量和维持淡水资源，从而实现节水灌溉，提高水资源利用率，进而保护地球母亲的水资源。

空中法宝：卫星监测土壤湿度

你可能会简单地认为，每一滴降雨或灌溉用水都会进入土壤并最终到达植物根区。事实上，水分能否被作物吸收，很大程度上受到气候和天气的影响。因此，在整个种植季中，透过各种卫星提供的数据和计算机模型，我们可以创建“水分使用地图”。从而观测到世界不同地方、不同农田中的土壤湿度水平。

这样的技术有助于更有效地识别存在问题的区域。如果某一块田地中水分已经充足，农民就可以将灌溉用水更多地用在其他地方，并且在灌溉完成后，继续观察农作物的实际水分吸收利用情况。

地下法宝：传感器收集土壤水分信息

土壤传感器也正逐渐向农业生产渗透。农民可以在农田中放置水分读取器来测量和分享土壤水分数据。这些信息被实时发送到中央信息枢纽中，进行收集和分析，最终形成整体数据地图，精确地显示不同区域的水分含量：哪些地方水分偏低、适宜或偏高？借助它，农民可以精确地识别出，田里具体哪些地方需要水，从而避免浪费。

在新型灌溉系统中，传感器甚至能够帮助实现一定程度的自动化。降雨后，传感器能够对设定的灌溉程序提出建议——推迟灌溉，或减少灌溉用水量。这些有价值的数据使农民能够恰到好处地用水，不浪费一滴。

信息法宝：大数据诊断用水需求量和预测水洼

作为水资源保护的关键方面之一，“比例可变技术”使得拖拉机、联合收割机和喷雾器都能够为各类生产投入资源，创建个性化应用。过去，基于直觉和传统经验来做的事，现在则有了GPS的帮助。各种各样的制图工具帮助农民识别农田中的哪些部分，或者哪些“区域”需要更仔细的检查。配合农田和天气数据，这些技术使得农民针对每块区域的需求使用资源——防止过度使用淡水等自然资源。

农田中的水洼（或称为积水）长期困扰农民。这种水分的聚集形式会剥夺作物的氧气，造成植物的压力，如果没有及早发现，就会导致养分流失和土壤侵蚀。这就是为什么农民们常常会关注排水系统——寻找水分较可能聚集的地方。

新型的水洼作图技术使用人工智能来预测下一个可能形成水洼的地方。专用算法利用GPS跟踪软件收集的数据来对农田进行分析。这种技术随后会生成报告，准确地识别出一片农田中哪些部分容易发生积水。信息将提高农民的敏锐度，精准把握灌溉用水量，判断种子播种深度，创造更好的排水条件。

解开“降雨之谜”：农业数据全球化

天公并不总作美，气候不会自始至终顺应农业生产的程序。从一个种植季，到下一个种植季，从一个生产区域到另一个生产区域，降水在水量和频率上都存在很大差异。为了解开“降雨之谜”，现代农业动用了海量数据。由美国、日本、印度、台湾、加拿大和欧盟等运营的部分气象卫星网络正在分享信息，以达成对整个地球的前所未有的精准预测。天气预测已经可以借助全球性的海量数据。