science >> Wetenschap >  >> Natuur

Satellieten volgen de voedselvoorziening van de naties

Drie momenten in een tumultueus jaar voor de landbouw ten noorden van St. Louis, MO, zoals te zien in NASA-USGS Landsat 8-gegevens. Links staat 7 mei, 2019, omdat zware regenval het planten voor veel boerderijen vertraagde. 12 sept. 2019, middenin, toont felgroen, wat staat voor groeiende vegetatie, hoewel met een behoorlijke hoeveelheid bruin, kale velden. Aan de rechterkant, 14 okt. 2019, het lichtbruine geeft geoogste velden aan, terwijl donkerbruin velden zijn die de hele zomer niet zijn ingezaaid of braak liggen. Krediet:NASA

Boeren in het middenwesten zijn in een race om het oogsten van hun maïs af te maken, soja, en andere nietjes van de Thanksgiving-tafel voordat de eerste oogstdodende bevriezing begint. Septemberregens zorgden voor een late oogst zelfs later. Zware lenteregens hebben miljoenen hectaren akkerland rond de Mississippi onder water gezet, Wisconsin en Missouri rivieren. Sommige boeren hebben nooit gezaaid; anderen begonnen drie weken achter op schema.

Deze veranderingen en vertragingen in de plannen van boeren dit jaar maakten het een uitdaging voor het Amerikaanse ministerie van Landbouw om de gewasproductie te volgen en te schatten met boerenonderzoeken en grondobservaties. Om het te ontmoeten, ze wendden zich tot de gezamenlijke NASA-VS. Landsat 8-satelliet van Geological Survey om de ontbrekende stukjes in te vullen

"Tijdens abnormale groeiseizoenen of natuurrampen, satellieten schijnen, " zei Rick Müller, Hoofd van de National Agricultural Statistics Service van USDA, of NASS Spatial Analysis Research Section en manager van het Cropland Data Layer Program in Washington. "Landsat is een robuuste en onafhankelijke manier om te valideren wat onze statistieken ons vertellen."

Sinds 2009, NASS heeft gebruik gemaakt van Landsat-gegevens om tientallen gewassen te monitoren, inclusief maïs, tarwe, soja en katoen in de onderste 48 staten als onderdeel van het Cropland Data Layer-programma van NASS.

De laag Cropland Data gebruikt Landsat en soortgelijke sensoren om te identificeren wat waar groeit. Afzonderlijk, NASS gebruikt NASA's Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) instrumenten aan boord van de Aqua- en Terra-satellieten om de dagelijkse vegetatiegezondheid en groeifase te volgen, alle indicatoren van de gewasopbrengst.

"Landsat is een van de weinige manieren waarop we de wereldwijde voedselvoorziening rechtstreeks kunnen meten, " zei Brad Doorn, programmamanager voor NASA's Applied Sciences Water Resources and Agriculture Research op het NASA-hoofdkwartier in Washington.

Echter, "Het zijn niet allemaal satellieten, ' zei Muller.

Tijdens een typisch landbouwjaar, NASS vertrouwt sterk op hun grondobservaties en onderzoeksgegevens. Door het hele land, NASS-veldfunctionarissen bezoeken boerderijen, en meet het areaal en de toestand van beplante velden gedurende het groeiseizoen. NASS ontvangt ook gewasareaalgegevens van de Farm Service Agency (FSA). Boeren zijn verplicht om jaarlijks zelf informatie over het areaal en het landgebruik aan de FSA door te geven. FSA gebruikt de gegevens om de betaling voor federale programma's te bepalen, zoals oogstverlies als gevolg van natuurrampen of financieel verlies door veranderingen in marktprijzen.

Sinds 2008, de National Agricultural Statistics Service van de USDA, of NAS, heeft gebruik gemaakt van Landsat-gegevens om tientallen gewassen in de onderste 48 staten te volgen als onderdeel van het Cropland Data Layer-programma van NASS. Krediet:NASA/ Matthew R. Radcliff

Dit jaar was geen normaal jaar. Boeren beginnen meestal met het planten van maïs, sojabonen en andere gewassen in mei. in Missouri, met 10 procent van het akkerland van de staat onder water, satellietbeelden hielpen NASS-staatsfunctionarissen om te zien welke velden en gebieden het meest werden getroffen door de overstromingen. Ze konden ook zien op welke velden gewassen werden.

"Satellieten hebben ons geholpen de leemten op te vullen en te laten zien wat er in elke regio van de staat gebeurt, " zei Robert Garino, Missouri State Statisticus bij de USDA. "De enquêtes werken goed bij het geven van schattingen voor de staat als geheel, maar zijn niet ontworpen om vast te leggen wat er in specifieke regio's binnen de staat gebeurt."

In juni, verschillende boeren konden het aantal gezaaide hectaren niet doorgeven aan het kantoor van Garino. Zij, wachtten tot hun velden droog waren. In juli, de USDA gebruikte satellietgegevens om de productieramingen van juni te herzien.

De volgende maand, nieuwsberichten meldden dat boeren twijfels hadden over de opbrengstrapporten van USDA augustus. "Er was veel bezorgdheid over hun nauwkeurigheid, " zei Garino. "Het algemene gevoel was dat de regen en overstromingen zowel een vermindering van het geoogste areaal als een vrij sterke vermindering van de opbrengst zouden veroorzaken. Terwijl geoogste hectares, speciaal voor sojabonen, aanzienlijk verminderd waren, De opbrengstramingen voor augustus zijn goed op peil gebleven."

NASS publiceert de laatste Cropland Data-laag in januari 2020 en stelt de data voor iedereen beschikbaar via de CropScape-website. Rampenmanagers gebruiken de historische gegevens van de locatie om de schade aan gewassen als gevolg van de overstromingen en andere natuurrampen van dit jaar te evalueren. Hulpbronnenmanagers gebruiken historische gegevens om de vruchtwisseling te sturen, landgebruiksverandering bestuderen, en het waterverbruik monitoren.

Nieuwe satellieten en nieuwe datapartnerschappen helpen NASS om hun realtime gewasmonitoringcapaciteit te verbeteren. Momenteel, computermodellen gebruiken de Cropland Data Layer om maandelijkse opbrengstschattingen voor maïs en sojabonen te berekenen.

Naast Landsat 8, gelanceerd in 2013, partnerschappen tussen de USGS en de Europese Copernicus-constellatie bieden gratis nog meer Landsat-achtige beelden.

"Hoe meer satellieten, hoe beter we ons voelen, " zei Rick Müller, hoofd van de Ruimtelijke Analyse Onderzoeksafdeling van NASS en manager van het Cropland Data Layer Program in Washington.