数字化赋能农业强国。大尺度高精度农情信息，赋能我国实现从传统农业到智慧农业转变。高精度农作物种植模式时空分布数据，为实施农业精准高效智能管理的基础数字底座。旱作-水稻双熟制种植模式，助于提升土壤质量和作物产量并且减少病虫害，属于环境友好型耕作方式。通过粮食作物水稻与油菜、蔬菜、烟叶等经济经济作物双熟制种植模式，促进农业可持续集约利用，有助于实现粮食安全与乡村振兴双赢目标。
水稻，作为我国乃至全球最重要的口粮作物，其时空分布及其演变历来备受关注。水稻时空分布制图，历来备受农业遥感领域学者关注，成功设计了基于水稻移栽期灌水信号的水稻识别算法，并且构建了区域乃至全国尺度水稻分布图。然而，目前相关研究仍以基于复种指数框架下农作物识别为主，复杂多熟制种植模式制图精度低。福州大学数字中国研究院近期在农业领域顶级期刊《The crop Journal》（中科院一区Top）上发表题为“Mapping smallholder upload-rice rotation for targeted sustainable intensification”的学术论文，引领创新双熟制水稻种植模式自动制图算法。
项目组通过集成Sentinel-1/2光学和雷达时序影像，创新设计了旱作-水稻双熟制种植模式自动制图算法RRSS。分别选取我国南方多熟制水稻重点省份——湖南和江西省以及南方丘陵山区典型省份-福建省作为研究区域，对该算法进行大尺度多年份推广应用与实地校验。在GEE云平台的支持下，获得了2018-2021年湘赣闽地区首张10米旱作-水稻双熟制种植模式时空分布图。通过实地考察点位验证结果表明，RRSS算法总体精度达到91.92%，研究表明RRSS算法具有大尺度多年份自动应用推广能力。2021年湘赣闽地区旱作-水稻双季种植模式面积为7,348 Km2，其中约70%为油菜-水稻种植模式，其次为烟叶-水稻（烟稻）种植模式，约占15%，其余为蔬菜/花卉/其他作物-水稻种植模式。湘赣闽地区旱作-水稻双熟制种植模式仅约占水稻播种面积的1/10左右，可以通过加强耕地集约利用程度有望大幅增加农业生产力。研究进一步发现，2018-2021年，湘赣闽地区旱作-水稻双熟制种植模式呈现出缩减态势，其原因在于烟叶-水稻这种劳动密集型种植模式锐减，而湖南省油菜-水稻种植模式面积呈增加态势。因此，有必要因地制宜采取靶向措施，科学引导粮食-经济作物种植模式实现农业可持续发展。该成果贡献了耕地种植模式大尺度自动制图算法以及数据集，有助于推动夯实农情时空数字底座赋能科技强国，落实耕地用途精准管控实施国家粮食安全战略。
论文下载引用：
https://doi.org/10.1016/j.cj.2023.12.010
https://www.researchgate.net/profile/Bingwen-Qiu/research
http://adcfj.cn/sirc/door/team/TeacherList/Detail?personId=431
该项成果由数字中国研究院（福建）教师邱炳文研究团队与中国农科院农业资源与农业区划研究所等单位合作研发。该研究团队主要从事农业遥感技术研究，致力于创新大尺度农作物自动制图技术与数据产品研发，研究团队先后在RSE、ISPRS等期刊发表大宗粮食作物和茶园、花生等经济作物制图技术等多篇相关学术论文，出版学术专著一部《中国大宗农作物时序遥感制图》。该研究获得国家自然科学基金(42171325，41771468)资助。
图1 湘赣闽地区旱作-水稻双熟制种植模式空间分布图
