农业中的空间应用 ： 加强粮食和水安全 ， 改善气候行动

Contents Introduction3 1卫星技术具有多种 在农业中的应用7 2技术在不断发展，而成本下降，扩大客户群 3产业机遇 16 Conclusion 贡献者尾注 免责声明 本文件由世界经济 论坛作为对项目的贡献，洞察领域或交互。fi的定义、解释和 本文所表达的结论是 由以下方面推动和认可的协作进程世界经济论坛，但其结果是 27不一定代表世界的观点 36经济论坛，也不是其所有成员，合作伙伴或其他利益相关者。 37©2023世界经济论坛。保留所有权利。 38本出版物的任何部分不得复制或以任何形式或方式传播，包括 影印和记录，或通过任何信息存储和检索系统。 图像:盖蒂图片社，Unsplash Introduction 空间技术在农业中的价值是 得到更广泛的认可，并将获得 在不久的将来会有更大的接受度。通过 具有可信、可操作见解的用户。把 最简单地说，这个行业仍然需要带来把正确的数据放在一起，开发正确的 启用空间的影响在农业中的应用 空间应用历来受到 高成本，低分辨率和有限的消费者信任。这些障碍正在减少，而且全面应用，来自太空的洞察力可以解决预计高达30%的粮食缺口 到2050年，通过减少浪费，减少全球淡水使用量减少5-10%，降低农业CO2排放量高达5000万吨，以及 将种植者成本降低5%。 这些社会利益fit将齐头并进经济回报：减少食物浪费 可以贡献额外的150-1750亿美元 在正确的时间为正确的人提供洞察力。 采用会加速，还是会遇到障碍坚持吗？由行业研究和 与跨 农业和航天工业，这份报告检查这个问题。 对生产者的经济价值， 1和5%的成本 种植者的减排量为70-80亿美元仅从投入节省。有了这样2的价值股份，空间传播洞察力的市场农业预计将增长近一倍 2030年，达到近10亿美元。 卫星技术驱动价值的例子因为农业已经可见。种植者 今天正在使用航空和卫星洞察力减少除草剂、肥料和水的使用，政府正在使用卫星 为了解决粮食安全问题，验证有条件的补贴和减少食物浪费。然而，技术 和人为驱动的障碍仍然存在。扩展将需要跨行业协作、培训 具有足够fi地面实况数据的算法，和一个明确的DefiNed价值主张- 有什么危险？ 来自卫星图像的见解可以改善食物系统并有助于解决... 选择选项卡发现更多 4.2bn 生产的吨作物 全世界每年1 21亿 额外生产 到2050年需要2 气候行动水的可用性 全球人类年度作物产量消费估计为42亿 吨，并且必须至少增加 50%，即21亿吨，以满足 预计2050年粮食需求。Identifi阳离子早期害虫、杂草和疾病 高光谱和光学图像显示 防止作物损失的能力，今天是占总产量的20%到40%。 如果大规模应用，高达8亿吨农作物可以每年打捞。 4亿美元 防止潜在的作物损失 通过卫星识别害虫fi阳离子3 Notes: 1.不包括动物蛋白。资料来源:粮农组织 2.2M0.v年an。Dijk，T.Morley，M.L.Rau等人，“荟萃分析” 预计的全球粮食需求和人口 2010-2050年期间的饥饿风险“，自然食物, 3.h害tt虫ps包:/括/w杂w草w.，na动tur物e.害co虫m和/疾art病icles/s43016-021 -病0原03体22；-9E.。Oerke，“作物对害虫的损失” ，农业科学杂志，第1卷，第44(1)号， 第31-43页(2006)；C.Yang，G.Odvody，J. Thomasson， 等人，“棉花根腐病的现场特定fic管理使用机载和高分辨率卫星图像和 可变速率技术“，ASABE的交易, https://elibrary.asabe.org/abstract.asp?aid=48999。 有什么危险？ 来自卫星图像的见解可以改善食物系统并有助于解决... 粮食不安全水的可用性 38亿 农业排放10亿吨 化肥和农药产生的温室气体 选择选项卡发现更多 吨CO当量排放2量 每年从农田4 1bn 可归因排放量 inputsannually.Imageryinsightshaveshown 所需的投入可以减少4-6% 总体而言，代表最多可减少 如果大规模应用，则为5亿吨。 农业投入5 bn 0.5 潜在的减少当洞察力 通知输入应用程序 Notes: 4.包括作物残留，水稻种植和燃烧，肥料施用于土壤，合成肥料，排水 有机土壤和肥料制造。资料来源:粮农组织。 5.包括化肥和杀虫剂的排放量；排除除草剂，因为消除杂草减少分解排放。 有什么危险？ 来自卫星图像的见解可以改善食物系统并有助于解决... 选择选项卡发现更多 粮食不安全气候行动 400亿 升淡水 每年撤回6 280亿升淡水被撤回 每年用于农业用途，代表 全球使用率的70%。卫星功能土壤含水量分析显示 农业用水量可以减少 通过更有效的fi灌溉减少5-10% 实践，节省28亿升 28bn如果大规模应用，每年淡水。 抽取淡水 用于农业7 28亿 淡水减少 使用卫星通知Notes: 灌溉改进86.资料来源：世界银 行。 7.同上。 8.世界银行，https://blogs.worldbank.org/ digital- 开发/天空-非限制-卫星-支持- 小农-农业-第2部分。 天基遥感器收集和 促进大量数据的交换，包括天气信息和图像 从可见光，红外，热和微波域，具有signifi不能应用程序农业.先进的分析方法 那层，操纵和读取卫星- 收集的数据为 整个农业价值的利益相关者 chaintoday.Advancesintechnology 正在迅速扩大卫星部门的监控和测量事件的能力交换信息。 FIGURE2 农业空间应用的核心用例 价值主张： 提高产量估算的准确性通过评估相对作物健康和建模对产量的影响 通过改进优化产量字段映射 检测到作物健康问题和 优化灌溉 这些改进的技术，加上 不断增长的供应，将推动采用率超过未来十年跨five用例（图2） 创造经济和社会价值： (1)提高产量估算的准确性， (2)通过改进决策优化产量。制定，(3)加强可持续实践， 作物监测决策 在季节使用卫星光谱数据(例如 疾病、天气、害虫和作物健康) 更强的可持续实践利用遥感进行分析 for变量 施肥费率 已诊断有针对性和及时 作物保护应用产品如除草剂，杀虫剂和杀菌剂 实践基于 水域测绘 (4)减轻自然灾害造成的损害， (5)实现精准农业。 排放，绘制土地和水的使用地图，并监测法规遵从性 自然灾害损害的预测、验证和缓解 通过远程监控干旱前后的情况，fires和floods 实现精准农业和自动驾驶汽车通过基于卫星的连接 按作物分列的预期作物产量估计 type.Theseinsightshavesignificanvaluefor 政府、非政府组织 (非政府组织)和作物贸易商，可以用来改善全国和更大范围的生计 规模。政府和非政府组织正在应用量化和行动的产量估计技术 关于粮食需求缺口(图3)和衡量地缘政治危机对粮食产量的影响， 而作物贸易商和其他利益相关者使用数据，以更好地预测作物价格或对齐收获地区的物流。 在未来十年，产量估算活动将在新兴市场扩张，在那里技术的进步可以允许 即使在多作物环境中也是如此。这样的改进表明 已经产生影响，使诸如 共同市场的“食品资产负债表”东非和南部非洲（COMESA）更频繁地更新预测five次，从而提高食品的利用率 并减少高达20%的浪费。 对卫星的需求- 驱动的见解 在撒哈拉以南非洲，粮食不安全影响到1.23亿人。过去，粮食不安全地区的国家政府 努力预测总粮食供应，包括预期 主要作物的生产、库存和贸易-a“食物平衡工作表"-手动数据编译通常会导致延迟 或不完整的见解. 数据质量差导致临时决策,伤害农民、加工商和消费者。 东非和南部非洲共同市场（COMESA） 非洲绿色革命联盟(AGRA)，一个农民主导的寻求将非洲农业从 以生存模式为强势产业，共同引领发展该地区的数字食品资产负债表。目的是提供所需的通用数据和分析基础架构 预测近乎实时的粮食生产、库存水平和其他相关信息。 加强粮食安全和其他实际成果 选择选项卡发现更多 按作物分列的预期作物产量估计 type.Theseinsightshavesignificanvaluefor 政府、非政府组织 (非政府组织)和作物贸易商，可以用来改善全国和更大范围的生计 规模。政府和非政府组织正在应用量化和行动的产量估计技术 关于粮食需求缺口(图3)和衡量地缘政治危机对粮食产量的影响， 而作物贸易商和其他利益相关者使用数据，以更好地预测作物价格或对齐收获地区的物流。 在未来十年，产量估算活动将在新兴市场扩张，在那里技术的进步可以允许 即使在多作物环境中也是如此。这样的改进表明 已经产生影响，使诸如 共同市场的“食品资产负债表”东非和南部非洲（COMESA）更频繁地更新预测five次，从而提高食品的利用率 并减少高达20%的浪费。 粮食安全数字化解决方案 卫星图像使每两周一次，当季作物产量和产量的估计。 遥感分析是组合的 用人工调查来验证估计。 结合调查和卫星数据创建实时、准确的作物产量预测跨越多个国家。 加强粮食安全和其他实际成果 1 3 选择选项卡发现更多 按作物分列的预期作物产量估计 type.Theseinsightshavesignificanvaluefor 政府、非政府组织 (非政府组织)和作物贸易商，可以用来 粮食安全数字化解决方案 对卫星的需求- 驱动的见解 改善全国和更大范围的生计 规模。政府和非政府组织正在应用量化和行动的产量估计技术 关于粮食需求缺口(图3)和衡量地缘政治危机对粮食产量的影响， 而作物贸易商和其他利益相关者使用数据，以更好地预测作物价格或对齐 实时信息减少浪费经济改善 5x~20%~1-3% 收获地区的物流。 在未来十年，产量估算活动将在新兴市场扩张，在那里技术的进步可以允许 即使在多作物环境中也是如此。这样的改进表明 已经产生影响，使诸如 共同市场的“食品资产负债表”东非和南部非洲（COMESA）更频繁地更新预测five次，从而提高食品的利用率 并减少高达20%的浪费。 选择选项卡发现更多 更新增加产量频率 主要作物估计 预计减少 粮食储备购买超过五年 预计每年减少 在用于食品的预算中- 储备购买 随着种植者和农业投入的增加 公司努力最大限度地提高PROfi的能力，并每英亩的产量。卫星数据可以帮助 洞察力提供者识别种子较差的地区在季节的早期出现；可以识别植物水平的疾病、天气、 病虫害和作物健康中期；并且可以地图上的水分含量跨季节。 这些数据是高度可操作的，并且可以在fl中使用 随着种植者决定重新- 植物种子，应用适时，超本地化 投入(例如除草剂、杀虫剂或杀真菌剂；图2)，或改变灌溉计划。 改进的操作和产量提高 通过用更少的钱做更多的事情来提高种植者的 fi能力， 并为每英亩种植提供更多的食物人口增长。 使用箭头发现更多 位置 德克萨斯州圣安吉洛 作物年收入 棉花$373,000 多季节比较 of彩色红外成像 Identified根腐病模式在111英亩的棉田里 由土壤健康驱动的根腐病呈现在类似地区年复一年 健康作物根腐病作物 农场规模 500英亩 字段大小 111英亩 随着种植者和农业投入的增加 公司努力最大限度地提高PROfi的能力，并每英亩的产量。卫星数据可以帮助 洞察力提供者识别种子较差的地区在季节的早期出现；可以识别植物水平的疾病、天气、 病虫害和作物健康中期；并且可以地图上的水分含量跨季节。 位置 德克萨斯州圣安吉洛 作物年收入 棉花$373,000 这允许种植者 受影响的主动喷雾 areas在赛季初期... 农场规模 500英亩 字段大小 111英亩 这些数据是高度可操作的，并且可以在fl中使用 随着种植者决定重新- 植物种子，应用适时，超本地化 投入(例如除草剂、杀虫剂或杀真菌剂；图2)，或改变灌溉计划。 改进的操