臺灣地區(qū)于民國36年起開始實施農(nóng)作物種植面積調(diào)查,農(nóng)政單位可透過農(nóng)作物面積調(diào)查工作,了解全臺全年耕地利用情形,以及農(nóng)作物栽種種類及型態(tài),起初以繪製耕地略圖至現(xiàn)地調(diào)查后,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(diào)查區(qū)之坵塊,計算作物面積,民國75年則正式建立田間調(diào)查員機(jī)制,以手持紙本地籍圖依土地地號逐筆調(diào)查紀(jì)錄,自民國99年起,農(nóng)糧署為協(xié)助公所強(qiáng)化農(nóng)情調(diào)查工作,利用數(shù)位化行動載具方式,陸續(xù)辦理多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)全鄉(xiāng)性農(nóng)作物面積調(diào)查作業(yè),而近年來無人飛行載具發(fā)展日趨成熟,在農(nóng)業(yè)運用上逐漸受到重視,現(xiàn)今的農(nóng)情調(diào)查作業(yè),除了利用人力方式進(jìn)行的全鄉(xiāng)性農(nóng)作物種植面積調(diào)查外,亦有以航照遙測技術(shù),進(jìn)行影像辨識的調(diào)查方式。
目前農(nóng)委會農(nóng)業(yè)試驗所結(jié)合了衛(wèi)星圖及航照圖,搭配3D技術(shù)來分辨農(nóng)作物分布情形,利用無人飛行載具拍攝及農(nóng)航所飛機(jī)的航照圖,以遙測技術(shù)進(jìn)行影像辨識,掌握全臺農(nóng)情資訊,無人飛行載具的機(jī)動性高,體積小且飛行高度較低,利用高解析度的相機(jī)即可拍攝解析度較高的照片,而衛(wèi)星航照圖則可大範(fàn)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(nóng)業(yè)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(zhuǎn)換的NDVI影像,透過作物影像則可進(jìn)行作物種類的辨識及作物生長狀態(tài)觀察,依據(jù)經(jīng)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(shù)具有機(jī)動進(jìn)行大面積調(diào)查之優(yōu)點,運用適當(dāng)?shù)男l(wèi)星遙測影像判釋,可進(jìn)行農(nóng)作物生產(chǎn)面積調(diào)查,然而臺灣農(nóng)作物栽培結(jié)構(gòu)複雜,農(nóng)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,香蕉屬于一年生果樹,全臺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,另外于種植鳳梨幼株時,土壤多呈裸露狀態(tài),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(wèi)星或航照影像尚無法辨識所有需調(diào)查作物,且自動化判釋技術(shù)有待持續(xù)發(fā)展,以作更廣泛作物調(diào)查運用,遙測技術(shù)判釋精準(zhǔn)度,仍有賴于現(xiàn)地調(diào)查資料之回饋,輔助并校準(zhǔn)判釋資料正確性,農(nóng)糧署也于民國107年起辦理重要農(nóng)作物樣區(qū)現(xiàn)地調(diào)查,建立以遙測及現(xiàn)地調(diào)查技術(shù)估測作物栽培面積協(xié)同機(jī)制,減少資料結(jié)構(gòu)落差,并提升雙方資料準(zhǔn)確度,作為農(nóng)情調(diào)查相關(guān)應(yīng)用基礎(chǔ)。
而現(xiàn)地調(diào)查與衛(wèi)星遙測影像之差異,易因許多因素而有所影響,如拍攝及調(diào)查時間點不同及氣候因素影響等,仍需透過人機(jī)協(xié)同機(jī)制,進(jìn)行各項調(diào)查作物的人機(jī)互動判釋學(xué)習(xí),針對同一區(qū)塊內(nèi)單一作物進(jìn)行比對分析,在判釋結(jié)果與現(xiàn)地調(diào)查結(jié)果有差異之?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)修正,透過每一次判釋學(xué)習(xí),可以取得各項調(diào)查農(nóng)作物之信賴程度,后續(xù)于農(nóng)情調(diào)查應(yīng)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(xiàn)地調(diào)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(xiàn)地調(diào)查為主要方式進(jìn)行,逐步降低現(xiàn)場調(diào)查所需時間及成本,更有助于調(diào)查作業(yè)上人工更省力精準(zhǔn)。此外,現(xiàn)地調(diào)查人員管理、資料品質(zhì)、天候因素或調(diào)查時間差異,為建立協(xié)同調(diào)查機(jī)制重要基礎(chǔ),應(yīng)建立專責(zé)調(diào)查人員體制,讓調(diào)查工作在地化,透過人員教育訓(xùn)練、調(diào)查資料檢核及現(xiàn)地抽查機(jī)制,提升調(diào)查資料正確率,以及調(diào)查工具資訊化,農(nóng)作物面積調(diào)查的有效性仰賴農(nóng)情調(diào)查資訊化來達(dá)成,透過電子地圖及GPS定位,提供調(diào)查人員更正確資訊,透過行動載具調(diào)查提升調(diào)查資料品質(zhì),因此,現(xiàn)階段農(nóng)情調(diào)查作業(yè),仍需透過人與科技的整合協(xié)作,充實農(nóng)作物空間資料庫,整合農(nóng)情調(diào)查資料應(yīng)用。
參考資料:
行政院農(nóng)業(yè)委員會農(nóng)糧署(2018)。107年度「開發(fā)以遙測及現(xiàn)地調(diào)查技術(shù)估測作物栽培面積」計畫。
農(nóng)業(yè)類農(nóng)情報告工作手冊,行政院農(nóng)委會農(nóng)糧署,民國105年12月。
洪忠修(2003)。我國農(nóng)牧業(yè)農(nóng)情調(diào)查之檢討與展望。農(nóng)政與農(nóng)情,第135期。
陳榮坤(2017)。作物影像在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。農(nóng)政與農(nóng)情,第305期。
iThome電腦周刊。專題報導(dǎo):不用出門,農(nóng)試所靠圖資大資料掌握全臺農(nóng)業(yè)情報。