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農情調查-人與科技的整合協作

  台灣地區於民國36年起開始實施農作物種植面積調查,農政單位可透過農作物面積調查工作,了解全台全年耕地利用情形,以及農作物栽種種類及型態,起初以繪製耕地略圖至現地調查後,再以手工方式計算作物資料,民國73年起,改採用1/5,000大比例尺航照圖,對照每一調查區之坵塊,計算作物面積,民國75年則正式建立田間調查員機制,以手持紙本地籍圖依土地地號逐筆調查紀錄,自民國99年起,農糧署為協助公所強化農情調查工作,利用數位化行動載具方式,陸續辦理多個鄉鎮全鄉性農作物面積調查作業,而近年來無人飛行載具發展日趨成熟,在農業運用上逐漸受到重視,現今的農情調查作業,除了利用人力方式進行的全鄉性農作物種植面積調查外,亦有以航照遙測技術,進行影像辨識的調查方式。

  目前農委會農業試驗所結合了衛星圖及航照圖,搭配3D技術來分辨農作物分布情形,利用無人飛行載具拍攝及農航所飛機的航照圖,以遙測技術進行影像辨識,掌握全台農情資訊,無人飛行載具的機動性高,體積小且飛行高度較低,利用高解析度的相機即可拍攝解析度較高的照片,而衛星航照圖則可大範圍觀察地表作物,提供更寬廣的觀測視野,快速的大面積取得田間作物影像,大幅降低人力需求,而作物影像種類在農業上最常使用的有可見光及近紅外線光,以及綜合兩者分析計算所轉換的NDVI影像,透過作物影像則可進行作物種類的辨識及作物生長狀態觀察,依據經驗法則,只要圈選出作物代表的色塊,即可推算作物種植面積。

  遙測技術具有機動進行大面積調查之優點,運用適當的衛星遙測影像判釋,可進行農作物生產面積調查,然而臺灣農作物栽培結構複雜,農田坵塊破碎且面積小,同一時間所栽培之作物及品種複雜,以香蕉及鳳梨為例,香蕉屬於一年生果樹,全台分布情形及種植品種不同,不同品種的生長週期及採收時間不同,且香蕉容易與檳榔、椰子及其他果樹混種,在判釋上容易將其誤判為其他作物;鳳梨則為多年生作物,其不同品種生長週期及採收時間也不同,另因鳳梨之生長特性,在栽種上多使用黑色塑膠布或其他防曬之遮蓋物覆蓋,另外於種植鳳梨幼株時,土壤多呈裸露狀態,則會增加判釋難度,容易將裸露地誤判為鳳梨。因此,目前運用衛星或航照影像尚無法辨識所有需調查作物,且自動化判釋技術有待持續發展,以作更廣泛作物調查運用,遙測技術判釋精準度,仍有賴於現地調查資料之回饋,輔助並校準判釋資料正確性,農糧署也於民國107年起辦理重要農作物樣區現地調查,建立以遙測及現地調查技術估測作物栽培面積協同機制,減少資料結構落差,並提升雙方資料準確度,作為農情調查相關應用基礎。

  而現地調查與衛星遙測影像之差異,易因許多因素而有所影響,如拍攝及調查時間點不同及氣候因素影響等,仍需透過人機協同機制,進行各項調查作物的人機互動判釋學習,針對同一區塊內單一作物進行比對分析,在判釋結果與現地調查結果有差異之數據進行校準修正,透過每一次判釋學習,可以取得各項調查農作物之信賴程度,後續於農情調查應用上,則可針對遙測影像判釋度高之作物,可採用影像判釋為主,有疑慮及易判釋錯誤部分再以現地調查為輔助;而針對遙測影像判釋度低之作物,則採影像判釋為輔助方式,以現地調查為主要方式進行,逐步降低現場調查所需時間及成本,更有助於調查作業上人工更省力精準。此外,現地調查人員管理、資料品質、天候因素或調查時間差異,為建立協同調查機制重要基礎,應建立專責調查人員體制,讓調查工作在地化,透過人員教育訓練、調查資料檢核及現地抽查機制,提升調查資料正確率,以及調查工具資訊化,農作物面積調查的有效性仰賴農情調查資訊化來達成,透過電子地圖及GPS定位,提供調查人員更正確資訊,透過行動載具調查提升調查資料品質,因此,現階段農情調查作業,仍需透過人與科技的整合協作,充實農作物空間資料庫,整合農情調查資料應用。

 

參考資料:

行政院農業委員會農糧署(2018)。107年度「開發以遙測及現地調查技術估測作物栽培面積」計畫。

農業類農情報告工作手冊,行政院農委會農糧署,民國105年12月。

洪忠修(2003)。我國農牧業農情調查之檢討與展望。農政與農情,第135期。

陳榮坤(2017)。作物影像在農業生產上的應用。農政與農情,第305期。

iThome電腦周刊。專題報導:不用出門,農試所靠圖資大資料掌握全臺農業情報。


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