【遥感与民生】全球农情遥感速报系统
农业是安天下、稳民生的战略产业，粮食安全是国家安全的基础。作为一个全球性话题，粮食安全所遭遇的挑战已经引起了不少国家政府和国际组织的高度警觉。目前，出于宏观调控、商业、统计和人道主义救援等原因，国家及政府间机构乃至国际组织均关注、收集、生成或分析国家、地区以至全球的农作物生产形势的动态信息。
针对国家在粮食安全方面的战略需求，中国科学院遥感与数字地球研究所数字农业研究室长期致力于卫星遥感技术在农情遥感监测应用方面的研究，历经二十余年的研究，发展了一套独特的用于全球作物长势监测与产量估算的遥感方法和运行化系统——全球农情遥感速报系统（CropWatch，http://www.cropwatch.com.cn）。经过多年的运行、开发和升级，CropWatch逐渐形成了兼顾中国农业种植特点与全球主要产粮国种植模式的农情遥感监测技术体系以及规范化、系统化的运行流程，成为国际上领先的三大农情遥感监测系统之一。
CropWatch提供的信息产品包括国内的农作物长势监测、旱情监测、作物和粮食产量估算、种植结构监测、复种指数监测等内容，以及全球主要产粮国的作物长势与产量预测，并可根据用户的需求进行信息定制服务，以及面向省级用户的省级农情遥感监测系统等。作为重要产出，CropWatch科研团队自1998年起，定期发布全球作物长势以及产量信息的监测评估报告，农情监测范围涵盖中国及全球其他30个主要粮食生产国，作物种类包括玉米、水稻、大豆、小麦。监测范围方面，最小可实现以乡和县为监测单元，大到省、全国、世界各主要产粮国以及全球。相关指标的监测精度在95%以上，年度间的相对误差在1%以内，为国家粮食局等部门的粮情判断、粮食调控等科学决策等提供了重要的、科学的依据。监测结果也得到了联合国粮农组织、地球观测组织、联合国开发计划署等国际组织的关注与认可。
截至2015年4月，累积发布《全球农情遥感速报》96期。其中，自2013年11月起，系统面向全球公开发布中英文双语版《全球农情遥感速报》。中英文双语版《全球农情遥感速报》综合集成了CropWatch科研团队的最新研究成果，其发布标志着中国成为少数几个具备全球农情监测能力的国家，使中国能够在全球粮食安全问题上发出中国的声音、表达中国的观点，为国家粮食安全、加强全球农业可持续发展提供更可靠及时的全球农情信息保障。
于2015年3月发布的CropWatch第15卷第1期通报，总结了截至2015年1月底全球的作物长势和粮食生产情况，并对全球、主产区和主产国及重点省份的农业气象因子和农情指标进行了分析。
该期通报对全球作物生长环境以及农业主产区作物生长状况进行分析的基础上，分析了CropWatch一直关注的30个全球主要粮食生产国和出口国的作物长势与产量。
2014-2015年越冬期间，全球农业主产区农业气象条件总体正常。其中，除欧洲西部主产区外，其他主产区降水均高于平均水平；气温方面，南美洲主产区和欧洲西部主产区气温显著偏高1.5℃以上，其余主产区气温总体正常；累积光合有效辐射与平均水平相差不大。
表1：全球农业主产区2014年10月-2015年1月与过去13年（13YA）同期农业环境因子距平
注：除了温度距平用℃表示外，其他参数距平都是以相对百分比表示。0值表示和过去平均值比没有变化；相对距平的计算公式为(C-R)/R*100，C 表示当前值，R 表示参考值，指过去 13 年2001-2013(13YA) 同期（10-1月）平均值。
降水显著偏少的区域主要分布在环地中海区域，包括：葡萄牙降雨量较近13年平均相比偏低53%，波黑偏低46%，阿尔巴尼亚偏低45％，西班牙偏低38％，克罗地亚偏低36％，阿尔及利亚偏低35％，巴西的北里奥格兰德州偏低66％，阿马帕偏低54％，美国的亚利桑那州偏低36％，内华达州偏低31％。此外，中国东南沿海区域、日本、新西兰、南美洲南部以及巴西东北部地区降水量也低于平均水平。
2014年10月-2015年1月全球各国（包括大国的省州级别）降水与过去13年的距平（%）
温度明显低于近年平均水平的区域主要包括一些分布在里海周边的国家。其中，达吉斯坦共和国温度与近13年平均相比偏低2.7℃，印古什共和国偏低2.0℃，北奥塞梯、罗斯托夫、萨拉托夫温度分别偏低1.6℃，1.7℃和1.6℃。该区域南部和东部降雨量充沛（达吉斯坦和简博恩克州降雨与近13年平均水平相比分别偏高119%和53%），东部和北部降雨量与今年平均水平一致。
2014年10月-2015年1月全球各国（包括大国的省州级别）温度与过去13年的距平（℃）
2014年7月-10月覆盖北半球秋季作物生长期和收获期，该时段内全球大部分地区作物长势正常，仅南非东部和北部、俄罗斯南部、西班牙中部、阿根廷中部、巴西中部等地区作物长势未达到近5年平均水平。就耕地利用强度而言，2014年7月-10月期间，全球大部分耕地得到有效利用，未种植的耕地主要出现在南非中部和北部、尼日利亚北部、西班牙中南部、土耳其中部和南部、伊朗西部以及哈萨克斯坦、印度和巴基斯坦部分区域，其余国家和地区耕地均得到有效率用。全球复种指数最高的区域为东南亚岛国和华南部分省份，其耕地复种指数达到300%，巴西大部、阿根廷中部、美国南部、印度北部、中国西南、华中、华东和华北部分地区种植一年两熟制作物，其余国家和地区多种植一年一熟制作物。
全球主要农业生产国2014年7月-10月最佳植被状况指数
全球主要农业生产国2014年7月-10月耕地种植状况
全球主要农业生产国2014年耕地复种指数
该期通报对我国全国以及东北区、内蒙古及长城沿线区、黄淮海区、黄土高原区、长江中下游区、西南区以及华南区七个农业生态区的农业生产形势进行了分析。
全国耕地种植比例接近近5年平均水平。全国仅黄淮海区和黄土高原区的耕地种植比例低于近5年平均水平。内蒙古及长城沿线区和东北区的耕地种植比例均高出平均水平1%，长江中下游区、华南区和西南区的种植比例与近5年平均水平持平。在冬小麦的主产省份（包括12个省份，小麦产量占全国小麦总产量的85%以上），耕地种植比例较2013-2014年度增加1.5%，表明冬季作物的种植面积相比前一年有所增加。在监测期内，大部分未种植耕地位于甘肃北部和中部，陕西和山西北部，山东东部，江苏南部和安徽南部。未种植的农田一部分是为稍晚时候种植其它作物预留；另一部分受限于冬季温度较低，不适宜种植冬季作物。
中国冬小麦主产区耕地种植状况（数据源为HJ-1CCD和GF-1多光谱数据）
2014年10月至2015年1月，CropWatch监测的中国气候因子与农业指标距平变化
注：除了温度距平用℃表示外，其他参数距平都是以相对百分比表示。0值表示和过去平均值比没有变化；相对距平的计算公式为（C-R）/R*100，C表示当前值，R表示参考值，指过去5年2009-2013（5YA）或者13年2001-2013（13YA）同期（10-1月）平均值。
作为CropWatch监测分析的补充内容，该期报告在聚焦部分主要讨论了非洲的农业发展情况以及全球厄尔尼诺的发展。
21世纪以来的粮食产量数据在一定程度上佐证了非洲农业的成功。东非与西非的人均玉米与水稻产量增幅远高于同期世界平均水平；此外，东非、西非与非洲中部国家的小麦人均产量也显著增长。最典型的是尼日利亚，因北部旱季(11月至次年3月)灌溉强度的提升，该国小麦产量迅速增长。但是，该国的小麦总产仍处在较低水平，约为6万吨，而年需求量是当前产量的50倍以上。北非与非洲中部国家的人均土豆产量已经翻倍，北非的人均木薯产量增长56%，而木薯是动物饲料粮或大麦饥荒年的应急口粮。
2001-2013年间非洲不同地区主要粮食作物人均产量的变幅（单位：%）
注：数据来自FAOSTAT，“其他谷物”是谷物总量与大麦、玉米、水稻与小麦之和的差，其他根蕨类作物的产量是根蕨总产量扣除木薯与土豆产量而来.百分比是根据2001-2013年人均粮食产量线性函数计算而来。
CropWatch监测结果显示，2014年全球粮油作物产量达到创纪录的水平，其中全球玉米与水稻总产分别为99378万吨与75551万吨，与2013年基本持平；小麦总产为71972万吨，同比增产2%，大豆总产达到29482万吨，同比大幅增长6%。全球玉米、水稻、小麦和大豆四种大宗粮油作物产量达到27.64亿吨，创造历史新纪录。
2014-2015年度南美洲小麦主产国的小麦产量较2013-2014年度大幅增加，阿根廷和巴西的小麦产量分别增涨14.8%和9%，澳大利亚的小麦产量缩减9%，抵消了南美洲小麦增产量。
最新监测结果表明，2015年中国冬小麦种植面积和单产均有一定幅度的增加，冬小麦增产已成定局。受此影响，中国夏粮总产量也有一定幅度的增加。另一方面，2015年较强的厄尔尼诺现象可能会对下半年全球粮食生产产生一定的影响，CropWatch将密切关注。
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农情信息是关系国计民生的战略信息，也是具有重大经济价值的市场信息，对于指导农业生产、调控粮食市场、指导农产品采购和销售、优化种植业结构调整、提高农民收入和粮食企业效益、确保粮食安全具有重要价值。近年来，随着经济体制改革和市场经济的深入发展，对农情信息的需求越来越强烈。
农情信息主要包括作物长势（苗情）、旱情、作物种植面积与产量（小麦、水稻、玉米、大豆、棉花、油菜等）、粮食产量、种植结构、复种指数等内容，并按行政单元（省、县、乡）统计汇总。传统农情信息采集手段是现场调查方法，依靠自下而上的汇报与统计，以经验判断为主，成本高、效率低，精度受主观影响很大，并且时效性差。由于实际调查的范围有限，容易以点代面，如用局部看到的作物长势代替全局作物长势，造成信息的偏差，同时也给弄虚作假和谎报虚报提供了方便。另外，随着市场经济的深入发展、农民土地使用的自主性越来越大，传统的农情信息采集手段也越来越难执行。
农作物遥感估产就是在收集分析各种农作物各个生育期不同光谱特征的基础上，通过卫星平台上的传感器记录的光谱信息，辨别作物类型，监测作物长势，在作物收获前，预测作物产量的一系列方法。遥感具有宏观把握、微观见真的特点，利用遥感技术开展农情监测，不仅解决了大范围农情信息获取的难题，也从过去的定性目估升级到定量的监测，从即时调查到动态跟踪作物的生长态势，并在收割前一个月提早得到准确的作物产量，时效性、准确性大大提高。作为国土辽阔的农业大国，利用遥感手段及时掌握复杂多变的农业自然资源和农业生产信息，对我国的农业规划和管理都有重要的现实意义。