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加强渔业遥感监测应用提升渔业管理信息化水平

近几年,农业部渔业局已在渔船安全管理、捕捞许可管理、远洋渔业生产管理、水产养殖面积普查等渔业信息化建设工作方面迈开了坚实的步伐,行业信息化管理水平得到了快速提升。今年426日,农业部渔业局组织召开“水产养殖水体遥感监测工作研讨会”,对推进水产养殖面积遥感监测,提高渔业信息化水平作出部署。本报记者就“加强渔业遥感监测应用,全面提升渔业管理信息化水平”议题,采访了全国水产养殖面积遥感监测项目技术负责人、中国水产科学研究院东海水产研究所研究员程家骅。

记者:卫星遥感技术在农业领域已有较为广泛的应用,但用于水产养殖生产还是第一次。您能为大家介绍一下项目背景吗?

程家骅:2008年,在农业部渔业局组织召开的一次渔业统计工作座谈会上,我们建议,应用现代遥感技术开展水产养殖面积监测,实时动态掌握我们水产养殖的“家底”。这一建议得到了与会领导和同志们的认可,随即,农业部渔业局就正式启动了包括水产养殖面积遥感监测、养殖和捕捞渔情信息动态监测等在内的一系列渔业基础信息采集工作。

记者:开展水产养殖面积遥感监测的意义何在?

程家骅:大力推进水产养殖业信息化,以信息化带动我国水产养殖业现代化,对于促进农业和水产养殖业的发展,提高渔民生活质量具有重大意义。充分认识信息化对我国水产养殖业发展的重要作用,利用信息技术,加快养殖科技成果和先进技术转化为现实生产力,促进水产养殖业科技进步,建立水产养殖业监测、预警、安全和标准体系,加快传统水产养殖业改进与升级,实现水产养殖业自动化、信息化、高效益化,已是提高我国水产养殖业生产率,降低生产成本,规范生产管理,实现渔业经济可持续发展的必然。

1.加强水产养殖业遥感动态监测,是进一步摸清家底的需求

2010年渔业统计数据表明,全国池塘养殖面积4186万亩,其中,淡水池塘养殖3566万亩,海水池塘养殖面积621万亩。但是由于目前的数据是由统计而来,数据的精度和准确性尚难以得到较为科学的验证。因此,应用遥感手段,从养殖水域面积着手,动态监测水产养殖规模,可进一步摸清我国的水产养殖业家底。

2.加强水产养殖业遥感动态监测,是合理布局产业发展的需求

我国幅员辽阔,养殖水体特征多样、养殖类型繁多。从水体特征上分,有热带、亚热带、温带和寒带水产养殖;从养殖类型上分,有江河、湖泊、水库、河叉和池塘等水产养殖。

如何利用区位特点,合理规划全国水产养殖区域布局,形成产业优势,是科学发展水产养殖业的基本要求。因此,应用遥感手段,可快速、准确为各级渔业行政主管部门提供相应的规划基础信息支撑。

3.加强水产养殖业遥感动态监测,是实现精准化养殖生产的需求

推广健康养殖技术和发展生态渔业、设施渔业,促进传统养殖方式转变,提高水产品质量,是今后一段时期水产养殖业的发展目标。如何精准化配合国家实现这一发展目标,大力推进养殖区域和原良种场的标准化建设,普及健康养殖技术和生态养殖模式,发展抗风浪深水大网箱养殖,拓展深水养殖设施渔业,遥感动态监测信息应用是一种省时、省力、高效的高新技术选择。

4.加强水产养殖业遥感动态监测,是预测调控市场供给能力的需求

应用遥感监测技术,准确评估水产养殖规模,及时调查不同养殖类型的单产能力,可实现各地水产养殖总量和优质水源地养殖产出量的预测评估,从而进一步提高国家对水产品市场供给的宏观调控能力。

5.加强水产养殖业遥感动态监测,是提高水产养殖管理水平的需求

开展水产养殖业遥感动态监测,及时为各级渔业行政主管部门提供大尺度的监测信息,可大大提高我国水产养殖业的监管能力。特别是对于水产养殖流行性疫病的防控和防灾减灾的处置,快速有效的遥感信息可直接应用于相应问题的管理决策指挥,增强解决问题的针对性、目的性和科学性。

6.加强水产养殖业遥感动态监测,是建设现代渔业的时代要求

当前中国渔业正处在从传统渔业向现代渔业的转型期。因此,开展养殖业的遥感动态监测和应用,是实现传统渔业向现代渔业跨越,快速提升渔业管理信息化水平,全面推进现代渔业建设的时代要求。

记者:能简要介绍一下该项目取得了哪些成果吗?

程家骅:项目经过近3年时间的有效组织实施,目前项目前期应用中巴地球资源卫星数据已取得如下主要成果:

1.建立了覆盖全国范围的遥感影像数据库收集了2008年、2009年、2010年完整和覆盖全国的分辨率为19.5米、部分分辨率为2.36米的中巴资源卫星影像数据资料、以及其他卫星源资料,构建了覆盖全国范围的遥感影像数据库。其中,全国31个省(市、区)入库备筛选卫片影像约6000景,校正影像为1600景,拼接影像成果约为600景,裁剪影像与基础地理数据约为2400份,入库数据量总计约3T(数据计量单位)。

2.制定了全国水产养殖面积遥感监测普查技术规范

制定了多项遥感监测普查技术的规范性文件,分别为《水产养殖水体资源遥感普查技术规程》、《水产养殖水体资源数据库建设技术规程》、《水产养殖水体资源遥感分类标准》、《中巴地球资源卫星02B星数字影像产品处理技术规定》和《水产养殖水体资源遥感监测普查成果图制作标准》。

3.初步形成了全国各省份的遥感监测普查结果

将全国养殖水体普查类型分为内陆池塘、海水养殖、山塘水库和大水面4大类,并对大于5亩(面积大于9个像元)以上的养殖水体及可利用水体进行了提取,以县为统计单位,完成了全国31个省、市、自治区2404个县(市、区)的养殖水体资源监测普查工作。先后会同辽宁省、山东省、重庆市、天津市和江苏省渔业行政主管部门完成了五省市水产养殖面积遥感监测普查结果的校验工作,并取得地方认可。目前其他省份的校验工作正在有序进行中。

4.编制了以县为单位的全国水产养殖水体资源专业图表

以县为基本单位,制作了具有125万基础地理信息的遥感影像图、水产养殖水体资源分布图、养殖水体资源与遥感影像合成图和水产养殖水体资源信息图4类专业图件,总出图量在13220幅以上。编制了全国各县分类水产养殖面积的遥感普查统计报表和各个水体单元的地理信息查询表,包括水体单元的水体属性、位置坐标、面积等基础信息,总数据源在500万个以上。

5.编制出版了《中国水产养殖区域分布与水体资源分布图集》辽宁卷

鉴于应用大尺度遥感监测手段普查全国水产养殖面积在国内尚属首次,为加强该监测成果的应用,扩大社会影响面,更好地指导今后各地的养殖面积校验工作,我所会同上海科学技术出版社成功申请了“十二五”国家重点图书出版规划《中国水产养殖区域分布与水体资源图集》项目。目前,《中国水产养殖区域分布与水体资源分布图集——辽宁》已正式出版。相关省份的图集预计在2年内分批出版完毕。

6.进一步论证了应用遥感手段动态监测养殖渔情变化的可行性

在对辽宁、山东、重庆、江苏、江西、上海、贵州等省份的现场精度校验过程中,由地方部门随机指定任意大于5亩以上的水体,经GPS精确测量,遥感解译水产养殖面积结果与外业实测水产养殖面积基本吻合,对比误差在10%以下,基本满足了大尺度监测水产养殖面积动态变化的精度要求。该结论,为今后进一步应用高分遥感手段动态监测养殖渔情,提高我国养殖业的精准化生产和防灾减灾水平,加快我国渔业管理的数字化和信息化应用进程提供了有益的技术准备与经验积累。

记者:刚刚你在介绍项目前期成果的同时,也谈到了现有卫星数据源的一些不足与解决方案。能否请你谈谈对该项工作今后的打算或思考?

程家骅:好。最近农业部办公厅印发了《关于进一步加强农业遥感应用工作的报告》的通知(农办计【2012128号),副部长余欣荣作出“在‘四化’同步的新形势下,农业部的遥感应用应有更大发展空间,发挥更大作用”的重要批示。

基于通知精神以及我国水产养殖管理与生产的实际情况,项目组今后力争在如下几个方面取得突破:

1.抓紧完成项目前期成果总结

在已经完成的分辨率为19.5米的全国水产资源面积遥感监测工作基础上,项目组将继续抓紧完成项目前期成果总结。一是,要争取得到各省份的大力支持,加快除辽宁省、山东省、重庆市、天津市和江苏省之外各省份的水产养殖面积遥感监测普查结果的校验工作;二是,在前期成果实地校验取得地方渔业行政主管部门认可的基础上,抓紧开展除辽宁省之外的《中国水产养殖区域分布与水体资源图集》各省份分卷编制工作,力争在今明两年中正式分批出版。希望各渔业相关单位在技术组提供的基础信息基础上,本着科学严谨的态度,通力合作,不折不扣地完成农业部渔业局下达的工作任务,为高质完成全国水产养殖水体资源监测普查的前期工作画上一个圆满的句号。

2.开展我国水产养殖主产区的高分辨率遥感动态监测

虽然项目前期的监测结果已得到了校核省份的基本认可,但各省同时也对现有的监测结果提出了更高的要求,希望项目组在现有的工作基础上进一步提高遥感数据的空间分辨率和水体属性分辨率,以便使今后的精细化监测结果能直接更好地应用于各省的养殖管理,同时也能使各省更加精准地掌握本地区的养殖水体资源的动态变化。2011年底,项目组经大量调研和沟通,并已从有关部门获得了高分遥感数据的使用授权。

20108月我国第一颗传输型立体测绘卫星份上天,近期第二颗星也已上天与一号星组网运行,它的影像幅宽为60千米×60千米,同一地区重访周期为58天,每天接收站可以采集80万平方千米的数据。两星稳定地在轨运行,加快了影像更新周期,并保证了影像数据更新和使用周期在十余年内没有任何问题,开展养殖主产区的水产养殖面积高精度普查,技术上已得到充分保障。

2012年起,项目组已选取了长江流域和沿海地区的水产养殖主产省份,利用高分辨率卫星遥感信息源,通过示范区水产养殖多参数实测比对调查,建立了养殖水体估算、水型分类、产出能力估算模式、优质养殖水源判别等技术标准,制定了水产养殖类型和面积判别技术标准和规范。至目前为止,项目组已可为渔业行政主管部门提供125万的主产区高分遥感监测信息源、分地区遥感影像图、水产养殖面积矢量分布图和水产养殖面积遥感影像图集。

2013年起,项目组计划再用3年时间,基本摸清我国16个水产养殖主产区的养殖基础情况。

同时,水产养殖水体资源高分辨率的监测成果,也使全国水产养殖管理信息服务系统的建设成为了可能。

3.水产养殖信息综合应用服务系统建设与应用示范

项目组集中多专业技术力量,走访调研了多个省份,充分听取了长期从事渔业生产、管理和科研人员的可行性建议,应用遥感(RS)技术、地理信息系统(GIS)技术和全球定位系统(GPS)技术,联合攻关,组织研发了集水产养殖管理、生产、市场经营一体化的综合信息平台——全国水产养殖信息综合应用服务系统。

该系统目前设计了六大功能模块,现将该系统的主要功能简介如下:

1)养殖水体资源管理模块

在电子地图上显示各类水体的分布情况,标识与录入每块水体的性质、归属、养殖证、面积、养殖种类、渔业设施等管理属性数据。查询与统计各级行政区划内或任意指定区域内的当前与历史养殖水体资源分布状况、变更情况、属性数据、养殖机械化程度的变动趋势,并能根据用户需求生成各类图表。

2)养殖生产管理模块

由各级渔业管理部门指定本辖区具有代表性的重点养殖户或养殖公司作为养殖生产管理示范户,上传其养殖生产台帐,包括苗种投放、出塘、投入品、生产成本、收入、渔业灾情等信息。地图上可显示重点养殖户或养殖公司分布情况,行政主管部门可查询统计管辖区域内的生产信息,科研部门可远程对养殖户进行养殖生产技术指导。

3)养殖渔船管理模块

在电子地图上显示各块养殖水体拥有的渔船情况,据渔船登记号、渔船材质、数量、功率和船长等基本属性数据,行政主管部门可查询统计管辖区域内的养殖渔船动态变化情况。

4)市场信息管理模块

面向水产交易市场,提供终端信息查询,进行水产品入市合格控制,水产品溯源管理,交易信息查询,市场价格辅助管理手段,完善信息化市场。面向养殖大户或苗种生产单位,提供发布品种、规格、价格、公司介绍、联系方式等水产品商贸供求信息,包括文字、照片、视频等形式,并能根据品种等关键字查询,显示分布,定位所处位置。同时,面向终端消费者提供水产品共有信息,包括来源、检疫、加工、运输、消费等透明化信息服务。

5)统计查询模块

根据水产养殖管理需求,系统可查询与统计各级行政区划内或任意指定区域内的苗种投放、分品种养殖产量、投入品、生产成本、销售收入、渔业灾情等专题信息。

6)专题图管理模块

根据水产养殖管理需求,系统可查询与统计各级行政区划内或任意指定区域内的养殖水体分布、分品种养殖分布、养殖渔船分布、养殖设施分布等专题图,可视化水产养殖的各类基础属性信息。

从上述功能简介中可以看出,该系统主要是服务于我国水产养殖产业的管理,这些功能将来会实行授权使用与管理,而市场功能模块应推向社会,并将其建设成一个公共化的服务平台,为繁荣我国水产养殖交易市场、促进渔民增收、提高人民选用个性化与安全水产品提供优质的网络服务。我个人的设想是今后在农业部渔业局的统一领导与部署下,希望各省能以此系统平台建设示范应用为契机,国家与地方财政同步增加投入,甚至可引入其他社会资本,做实做好该系统的建设工作,在不远的将来能够将该系统打造成中国的水产养殖谷歌,使其最大化地发挥好信息化给产业管理、市场经营带来辅助服务作用。