从太空看农田：金砖国家如何利用卫星数据赋能农业发展

精准农业

卫星、无人机、人工智能——最新技术正日益深入地应用于农业领域。例如，卫星系统早已将联合收割机改造成高精度的智能机器。航天技术不仅控制机械运行、优化作业路线、降低燃料消耗、减少粮食损耗，还能绘制详尽的产量分布图，从而彻底消除人为因素的干扰。

而这仅仅是当今被称为"精准农业"理念的一小部分。该理念主张不再"凭感觉"对整个田地进行统一操作，而是针对每一平方米实施精准管理。这使得在土壤贫瘠的区域增施肥料，在干旱地段定向灌溉成为可能。整体而言，这一方法基于三个核心步骤：

• 通过卫星和无人机采集信息；

• 运用人工智能或计算机软件进行数据分析；

• 差异化作业，即配备自动驾驶系统的专用农机根据既定计划和地图执行精准操作。

"农业正迅速成为大数据的主要消费领域之一，因此，若没有统一的监测系统，有效管理全球粮食安全已完全不可能实现，"对外经济活动、法律及创意产业领域专家柳巴托·萨尔塔约表示。

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金砖国家农业监测系统现状

将卫星系统引入农业领域，甚至为金砖国家建立统一的监测系统，已成为酝酿已久的必然趋势。金砖国家拥有全球近一半的农业用地。许多成员国深刻认识到技术的重要性，正在或已经建立起规模庞大的本国农业监测系统。例如，巴西目前正运行着国家农业观测与监测系统（SOMABRASIL）。

“该WebGIS平台将农业普查数据与卫星获取的信息整合至全国统一的数据库中，从而能够深入分析农业发展动态及土地利用变化。SOMABRASIL系统覆盖面积超过2亿公顷，使得每年追踪巴西各州播种面积和产量的动态变化成为可能，”莫斯科国立罗蒙诺索夫大学欧亚粮食安全中心副主任、经济学副博士、副教授，农业与贸易发展、农工综合体一体化及粮食安全领域专家罗曼·罗马什金指出。

中国同样建成了全球最大的农业气象观测网络。该网络包含2000多个地面观测站，并与卫星数据及无人机技术深度集成。这使得为各个地区提供超高精度的农作物产量预测成为现实。因此，该网络已成为保障中国国家粮食安全战略的核心基石。

印度政府于2024年9月正式批准了Digital Agriculture Mission（“数字农业使命”）计划。该计划的核心是Krishi-DSS（“农业决策支持系统”）数字地理空间平台，旨在为农民、专家和政策制定者提供关于作物产量、干旱及洪涝灾害的实时数据，以协助其在农业领域做出科学决策。

“Krishi-DSS目前已在试点地区投入应用，未来有望覆盖印度所有农业县，届时将有超过1亿农民能够享受到这些数字服务。此外，印度还在推进一项旨在村级层面绘制高精度土壤地图的项目，”罗曼·罗马什金补充道。

俄罗斯已全面部署农业用地国家数字监测系统，该系统将卫星遥感数据、植被指数图及作物轮作图整合至统一数据库中。不仅如此，此类国家级农业服务系统目前正积极开展跨国界的相互整合。

“中巴地球资源卫星（CBERS）联合项目便是技术整合的绝佳范例。该系列卫星持续监测亚马逊雨林及大型农业用地的状况，为评估土壤健康度和生物量提供了关键支持，”莫斯科国立罗蒙诺索夫大学全球过程系全球化教研室副教授、政治学副博士奥列格·阿列克谢延科向TV BRICS表示。

俄罗斯已明确表示，愿以成熟的农业服务解决方案形式，向金砖国家合作伙伴共享其地球遥感卫星星座的数据。展望未来，各方有望共同打造一个统一的地理信息（GIS）平台，届时所有成员国的卫星数据都将汇聚于此，进行集中处理与深度分析。

金砖国家统一农业平台

2025年4月中旬，担任轮值主席国的巴西宣布，金砖国家将 建立土地恢复伙伴关系。此举不仅有助于成员国经济应对荒漠化与土壤退化问题，还能同步解决生态与粮食安全挑战。专家认为，这一倡议若能结合地理信息平台的数据，将成为建立金砖国家统一农业监测系统或统一农业平台的重要基石。

“为金砖国家建立统一的农业数字平台是一项复杂且长期的任务。它需要统一大量的技术标准：包括土壤采样与实验室分析的协议、卫星数据处理与解译的方法、产量预测算法、地理空间信息交换格式，以及粮食安全评估方法。如果各国单打独斗，克服这些壁垒将极其耗时且成本高昂，”罗曼·罗马什金指出。

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这位专家确信，在初期阶段，我们将看到金砖十国在农业领域开展联合项目。其中很大一部分极有可能与卫星技术及精准农业原则的引入密切相关。此类举措将催生出过去在孤立运作状态下根本无法实现的解决方案。

例如，中国在卫星技术和人工智能领域拥有领先优势，这使其能够建立高精度的土地利用模型。俄罗斯在土壤学、农业化学及地理空间数据库开发方面拥有多年经验，并掌握评估土壤肥力的独特方法。而埃及则在使农业适应干旱条件、复垦荒漠土地方面取得了成功。罗曼·罗马什金坚信，将这些努力结合起来，将使我们不仅能开发出独立的技术组件，更能打造出一套完整的精准农业系统，该系统将适用于从俄罗斯的黑土带到埃及的灌溉农田等不同的农业气候带。

此外，发展金砖国家精准农业项目，也是未来粮食交易所顺利运作的重要前提。这将使基于客观的卫星指标准确预测农产品产量成为可能。目前，学术界正在积极研究这种跨越生态、地缘政治和数字化领域的合作潜力。

“莫斯科国立罗蒙诺索夫大学的研究人员正与巴西里约热内卢联邦农业大学的同行们合作，计划启动一项联合科研项目。该项目旨在研究在面临全球性变化的背景下，太空监测与金砖国家技术平台的融合如何保障集体的粮食与生态安全，”奥列格·阿列克谢延科表示。

同时，许多专家一致认为，如果不发展卫星技术，当今向高科技、知识密集型农业的转型根本无从谈起。卫星不仅有助于监测作物生长、测量土壤湿度、识别未利用但适宜农业种植的土壤，基于卫星数据还能预测干旱并有效遏制沙漠化。

“我们不应忘记，存在一些只有从太空中才能察觉的特定威胁。例如土壤盐渍化，这对伊朗、阿联酋、埃及以及俄罗斯南部来说是一个现实问题。借助红外和热红外波段，卫星能够识别地表反射率的变化。图像上捕捉到的灰白色盐碱斑块，能让我们及时启动土壤脱盐改良进程，”奥列格·阿列克谢延科强调。

卫星技术与人工智能

然而，即使是最清晰的卫星农田照片，也无法解决所有问题。专家指出，目前高分辨率的卫星图像数据已达TB级别，人工处理这些海量数据已不现实。这就必须依赖人工智能技术的开发与应用。AI能够处理大数据、识别异常情况，最重要的是，它能进行预测。

“目前，小型卫星星座已经能够提供精度达数米的每日监测。在我看来，这是推动人工智能发展的核心驱动力。我们正在从简单的‘拍照’转向预测性分析：包括产量预测、植物病害早期预警以及肥料的最佳施用计算。这正是直接影响农业企业经济效益的精准农业，”柳巴托·萨尔塔约出。

据该专家介绍，这一趋势在俄罗斯已得到积极落实。在那里，人工智能技术正帮助生成交互式农田地图，分层显示作物种植各个阶段的信息：从播前土壤处理到最终收获。

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此外，人工智能还能构建长期预测模型。将其与太空遥感图像相结合，将极大助力金砖国家应对荒漠化挑战。在中国、印度和南非，大面积土地正面临退化风险。土地退化是一个渐进过程，传统的地面逐公顷巡查效率极低。而从太空视角，我们可以在问题萌芽的早期阶段就将其捕捉。因此，卫星与人工智能的结合，完全可以成为一套高效的早期预警系统。

“例如在俄罗斯，科学家们正利用卫星图像监测卡尔梅克共和国‘黑土地’地区及阿斯特拉罕州的荒漠化进程。相关算法通过比对过去10至15年的影像，精准测定沙丘移动的速度与方向。在中国，卫星技术全程见证了著名的‘绿色长城’工程——这是一项旨在遏制戈壁沙漠扩张的大规模防护林带种植计划。太空视角直观地展示了哪些区域的树木已成功扎根并固沙，而哪些区域仍被风沙占据，”奥列格·阿列克谢延科指出。

金砖国家农业领域卫星技术的发展前景

卫星观测使金砖国家的农业能够以全局视角审视问题，并采取前瞻性措施，而非仅仅被动应对后果。这是保护土地资源、保障粮食安全的关键所在。专家指出，目前卫星发射成本正在不断下降，而图像的空间分辨率却在持续提升。

这些因素对于金砖国家发展农业卫星技术及启动联合项目至关重要。专家们首先期待的是金砖国家联合气候卫星的问世。其核心任务将包括监测森林火灾、测量农业区域的甲烷排放量以及追踪淡水资源储量。随后，预计将启动一个常态化的“退化土地恢复统一平台”，而这一平台的运转完全离不开卫星技术的支持。

专家认为，金砖国家统一农业平台的建立，将有助于对耕地状况等数据进行验证与标准化，在农业领域构建稳固的碳信用（碳汇）市场，制定统一的农业保险标准，并为农产品交易商提供关于未来收成的客观图景。然而，专家指出，在实现这一目标之前，仍需跨越三大障碍：

• 缺乏统一的地球遥感数据交换标准；

• 缺乏能够将技术有效融入农业部门的专业人才；

• 中小型农场在获取和使用这些技术方面面临较高的准入门槛。

“这正是我们看到的合作机遇之窗。通过与相关专业协会及商业界的合作，我们可以开发出易于获取且适应本地市场的产品，或许在起步阶段还需要政府的扶持。在我看来，卫星技术将成为把我们各国连接成统一技术农业生态系统的关键纽带之一，”柳巴托·萨尔塔约坚信。

如今，阻碍金砖国家发展卫星技术及农业平台发展的障碍，显然远少于其所蕴含的机遇。该集团拥有一个独特的优势：其成员中既有航天大国，也有全球最大的农产品生产国。

本文由斯韦特兰娜·赫里斯托福罗娃撰写。