澳洲新兴的航天工业瞄准了月球和火星,但是对于在地球的土地上工作的农民来说也有非常实际的好处。
随着制造卫星和火箭的成本变得越来越低,农民希望高光谱卫星成像(HSI)技术也将帮助他们从太空监视作物。
这可能意味着农民可以在产量受到影响之前,在整个农场中检测出作物生病或营养水分不足,只需花费几分钟和几小时而不是几天或几周,并且以廉价的成本进行操作。
Spectral Aerospace是一家澳洲和加拿大的初创企业,在悉尼和卡尔加里设有办事处。尽管有针对该技术的批评,但该公司正在尝试开发一个大小类似于鞋盒的小型卫星网络,可以使这些信息可供日常农民使用并负担得起。
Spectral Aerospace联合创始人Ryan Hofer说:“一旦我们的高光谱卫星到达太空,我们就可以真正开始对整个作物进行详细的分析,包括疾病检测。”
“澳洲拥有一些地球观测方面世界领先的专家,因此这是我们在这里建立硬件的最大优势之一。”
目前正在试用
这家初创公司计划在2022年发射一个由六颗卫星组成的网络,该网络可以拍摄地球的详细图像,以改善全球粮食生产,检测入侵性害虫和杂草,甚至探测隐藏在地球表面以下的矿物。
Spectral Aerospace目前正在使用一枚台湾的卫星从太空对HSI技术在作物预测方面的有效性进行试验。
世界各地已有几家公司为农民提供详细的HSI图像,但是这些传感器安装在飞机和无人机上,而不是太空中的卫星上。
该公司的联合创始人Ben Koscknick表示:“这枚台湾卫星具有非常好的分辨率和正确的频段,使我们能够非常方便地对农作物进行健康监测,但是显然,我们正在努力拥有自己的更多功能的卫星。”
“我们目前正在菲律宾测试的项目是大米。这项技术通过使用现有的太空基础设施已经在玉米、谷物和其他蔬菜上得到了证明,但是它可以包含一些有趣的经济数据,可以预测农作物有多少产量。”
“以大米为例,我们预测单产的准确率约为90%。因此,在整个生长期过去三分之二我们就可以预测将生产多少大米。”
高光谱图像并不是新事物,它是在30年前开发的,但是随着空间技术成本的下降以及我们存储和处理大量数据的能力的提高,该技术的应用范围将会更广,尤其是在精密农业领域。
该技术将光学和红外图像分为数百个人眼无法看到的光谱带,例如无线电波、微波、红外波、可见光波、紫外线、X射线和伽玛射线。
相比之下,人眼只能检测到可见光谱中的三个波段-红色,绿色和蓝色。
2001年,阿德莱德大学的研究人员使用高光谱图像分辨出Cabernet Sauvignon和Shiraz葡萄之间的差异,准确度为91.5%。
2018年,德国的研究人员使用装在无人机上的高光谱遥感摄像机来帮助预测在肥料含量不同的地块上的小麦的产量。
HSI传感器可以检测出叶绿素(CHL)(作物中发现的绿色光合色素,直接指示植物健康)与作物的叶面积指数(LAI)是否相协调。
研究人员发现“利用LAI和CHL预测实现了令人鼓舞的作物产量预测,显示了与不同肥料作用的强相关性。”
这项研究是使用安装在无人机上的摄像机完成的,但是Koschnick先生说,在太空中运行装载类似传感器的卫星的原理是相同的。
“这是以前就建立的技术,现在只是将其以全新的角度应用,然后发布给我们的客户进行展示。”
农民能从太空了解到什么?
悉尼大学CubeSat无人飞行器及其应用中心(CUAVA)的博士候选人Savannah McQuirk在她的研究中使用高光谱成像技术对澳洲的土壤碳进行测绘。
McQuirk女士说,让农民容易获得负担得起的HSI技术可以帮他们了解土壤的碳水平,这将有助于他们更好地为干旱做准备。
“如果一个农民的土壤碳含量高,那么他们的土壤会具有更高的持水能力,可以更好地保留养分,农民浇水时流失的养分更少,侵蚀率更低,这使他们的农场更具抗旱能力。”她说。
“如果我们能够使用这些卫星来测量土壤碳含量,那将使农民可以在其土地上增加土壤碳,并提高其农场的盈利和抗旱能力。”
尽管无人机和飞机可以在更接近地面的地方拍摄更详细的图像,但Spectral Aerospace希望从地球大气以外进行成像会带来更大的好处-成本。
Koschnick先生认为,尽管建造卫星然后将其发射到太空的价格很高,但规模经济实际上将使农民更能负担得起成像的费用。
Koschnick先生说:“实际上,只需要六个卫星,我们就可以为世界上的每个农场工作,卫星实际上比无人机便宜得多。”
“如果使用无人机,每飞行20分钟就得降落充电。这里还有人工成本。而且一个无人机只能覆盖几平方公里。”
“有了卫星你只需要发射一次,在接下来的18个月里,它每秒可以为420平方公里成像。”
这样做值得吗?
Spectral Aerospace表示已对澳洲农民目前可获得的HSI服务的成本进行了研究,发现平均每公顷成本约为37澳元。
但是,Koschnick先生和Hofer先生预测他们自己的卫星可以做到低至8澳元。
“我们正在开发的网络是每周的数据,因此卫星将每周一次遍历地球的每个点,但是我们正着眼于更多的卫星,使其到达每天一次,然后每小时一次。” Koschnick先生说。
McGuirk女士说,在澳洲使用高光谱成像无人机服务的总价约为4,000澳元,其中包括人工和运营成本,以及以易于理解的方式处理数据。
她乐于见到价值降低的可能性,但是卫星图像仍然存在一个主要的问题——缺乏细节。
McQuirk女士说:“目前,大多数卫星的像素为30米,这意味着如果地面上作物的变化小于30米,则无法检测到。”
“如果使用无人机,那么像素更有可能到10厘米,这意味着可以发现细节的精细变化。”
尽管使用来自单个卫星的HSI影像是否获益还存在疑问,但McQuirk女士建议将太空影像与无人机影像结合起来会更加有益。
她说:“一种更有效的方法是让无人机在农场上对卫星图像做进一步调查,以提高卫星图像的分辨率。”
“那么卫星将每隔几天或几个月运行一次,你无需再花4,000澳元就可以获得自动更新。”
新英格兰大学应用农业遥感中心主任Andrew Robson教授一直在研究遥感技术对农民的用处超过25年。
他说,现有技术-——如来自卫星的多光谱成像(MSI)——已向农民免费提供。
相比HSI可以检测到数百个光谱带,MSI传感器测量的光谱带较少(5-7),因此准确性较差,但它们仍可以评估土壤生产力并识别病虫害和杂草。
“一些诸如光谱卫星图像的数据可以从欧洲航天局免费获得。而且澳洲还有很多商业公司免费为农民提供图像。”
“获得高光谱图像还不是那么方便,然后必须得回答一个问题,如果确实能用,它会比免费的卫星图像提供更多的信息吗?”
Robson教授还说,尽管人们经常大胆宣称HSI的潜能可以帮助农民解决一些最大的问题,但该技术的局限性常常被人们忽略。
他说:“说怀疑不太准确,但是在研究这项技术超过25年之后,我也了解到季节、地点甚至不同的农作物品种都会对用遥感来预测和测量某些事物的能力产生影响。”
“ HSI技术很有趣,其提供的高光谱分辨率或波段肯定有好处,这没有争议,但是要提防的是将特定波长应用于某些成分,例如植物病害。
“当剔除其他因素,例如不同土壤类型以及水和肥力的变化时,这种技术在受控的环境中效果很好,但是在实际的田间,每个位置的情况都不同。”
理解大数据
详细卫星图像的另一个限制是普通用户读取和理解数据,然后知道如何在农场中实际使用这些数据的能力。
Robson教授说:“HSI提供的数据非常有用且方便,但是挑战是了解如何应用它——在一年中的什么时候进行,什么季节和地点以及什么作物种类。”
“像LandSat这样的东西自1970年代就已经存在,并且有许多公司和大量研究都在研究将遥感的农业用途,但是说实话,应用还很少。”
Robson教授说,试图使农民更容易获得远程成像数据的公司需要开发一个农民可以理解的平台。
他将最终产品比喻为类似于能显示易于阅读的降雨图的气象局网站。
Spectral Aerospace表示它理解数据的呈现方式必须简单和无缝,而且表示已经解决了这一问题。
Koschnick先生说:“我们正在开发基于Web或手机应用程序的产品,因此人们可以很容易地使用他们现有的技术知识进行访问。”
“我们希望不仅可以教农民如何使用这些数据,还可以有一台后端计算机来为他们做一些这类工作和决策。”
目前这是一个令人兴奋的领域,农民希望可能获得能帮助他们提高生产力的信息。
虽然这对澳洲新兴的太空产业来说只是一小步,但对澳洲农民来说却是一次巨大的飞跃。
Hofer先生说:“澳洲农民是非常有创新精神的,随着太空行业的迅速发展,在这里面临的独特挑战,地球观测可以大规模解决这一问题。”
“我来自加拿大——我们都是地广人稀的国家——因此能够利用地球观测技术并在全国范围内推广是非常有用的。”
“这里有很多非常聪明的人确实在硬件和软件方面做得很好,但不是在整个行业的层次。不过我们很高兴看到这一行业在澳洲的发展。”
https://www.abc.net.au/news/rura ... monitoring/11648496
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基本上就是遥感,其实已经应用很久了。。
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基本上就是遥感,其实已经应用很久了。。
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科技就是生产力。
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“以大米为例,我们预测单产的准确率约为90%。因此,在整个生长期过去三分之二我们就可以预测将生产多少大米。”
真有这个能力应该去华尔街,做农作物期货都赚翻了。
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很好很好
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加油吧~
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按你的说法,没有5000年里的这些发明,也不会有wifi和google 地图
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这舔功真是前无古人后无来者
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央视的农业台,整天卖弄高分辨卫星的
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没有水,再怎么遥感也没什么用吧,澳洲农业生产率很低的
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加油
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是啊,不但超过中国,也超过美国,德国,法国,英国,日本等等
澳洲改变了人类,没有澳洲,就没有未来
对了,wifi啥的先别想,赶快买双鞋穿,不知道的话google一下
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准确预测天气和人工降雨的技术请好好研究一下吧。
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我一看标题,还以为是解决了澳洲农民的缺水问题呢。结果进来一看...
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这卫星如果能够帮助为丛林火灾报警那才功德无量
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啥玩意,开始卖概念,欺负农民不了解
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花了一个多亿总算让澳洲人们看到点好处了
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wuyu
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丹麦人怎么变成澳洲人了?你拍脑门拍出来的吧
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这该对自己的基因多没信心才说出这样的话来
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"......许多同人类生活息息相关的重要发明,比如无线网络、电冰箱、超声波扫描仪等都出自澳大利亚科学家之手。2008年北京奥运会主场馆之一“水立方”国家游泳中心,就是中澳建筑师合作智慧的结晶。"
这是2014年11月17日习近平主席在澳大利亚国会大厦的演讲摘录
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我觉得这两项发明足以改变整个宇宙的法则!
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如果鞋盒大小的高光谱图像卫星,分辨率可以达到三十米;华尔街应该送六颗每颗重达20吨的高光谱图像卫星上去。
总发射成本也就也就 6 * 8000万 = 4.8 亿美元。
简直是一本万利。
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就我所知,这两项确实是澳洲人发明的(按照法律判断,而不是按照血统判断)。
https://www.usnews.com/news/best ... came-from-australia
如果按照血统判断。。。只有澳洲土著才能称得上澳洲人。。。只有印第安人才能称得上美国人
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人家nationality是丹麦人啊, 哪个法律判断他是澳洲人?
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Lars_Rasmussen_(software_developer)
而且你那个小报的文章也说发明人是丹麦出生,在悉尼工作,但这不能说是澳洲人发明的吧?难道下次奥运所有在东京得的奖牌都算在日本人头上
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具体我没有研究。
一般来说,发明属于公司。悉尼的公司大体都注册为澳洲公司,发明就可以说属于澳洲。
新闻中都报道说澳洲发明了 GOOGLE MAP,想必记者们核实过。如果也有新闻说,GOOGLE MAP是丹麦(这个国家)发明而不是澳洲(这个国家)发明,那才有争议。
目前,我没有看到争议。
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又查了一下。发明属于“Where 2 Technologies”,确实是澳洲公司。发明人当时是公司的主要程序员之一。
https://medium.com/@lewgus/the-u ... e-maps-e4a5430aec92
https://www.gizmodo.com.au/2014/ ... -the-world-forever/
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