中国科学家研发新一代全球高精度耕地分布制图


新京报讯(记者 周怀宗)粮食是人类最重要的生存要素之一,耕地是粮食生产的根基,也是全球70多亿人赖以生存的根本。那么,全球到底有多少耕地?如何测算?多年来,各个数据质量不一,一致性较差,给数据的应用带来多种问题。

近日,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所智慧农业创新团队,与国际食物政策研究所、国际应用系统分析研究所等单位合作,历时3年,突破了基于众源数据融合的耕地空间分布制图技术瓶颈,研制和共享了新一期全球高精度耕地分布制图数据产品。据介绍,该数据总体精度为90.8%,和统计数据的一致性优于已有的全球耕地制图产品。

精度最高的应用产品

团队科学家陆苗副研究员介绍,准确掌握全球耕地空间分布情况,是确保粮食安全和应对气候变化的重要前提。此前已有多种全球或区域耕地制图的数据产品。但因为种种原因,数据质量层次不齐,彼此间的一致性较差、与公布的官方统计数据吻合度低,存在遥感影像“看到的”与统计部门“查到的”耕地数据不一致的问题,给政府部门、国际机构和科研高校的数据产品应用带来诸多不确定性。“此前数据多从气候、土地覆盖等方面的应用考虑,没有考虑到土地利用的问题,所以在应用中存在一定局限”。

针对该现象,研究团队系统收集了10余套全球和区域遥感耕地制图数据产品,包括全球尺度、区域尺度下的高分辨率产品,覆盖北美洲、欧洲和大洋洲等。

2010年全球耕地分布制图产品。中国农科院供图

陆苗介绍,“我们收集了国家级、省级和市级多个层次的耕地面积统计数据,填补了统计数据在非洲、拉丁美洲和亚洲等发展中国家的空白。基于上述众源数据,提出了‘分级对照校验、自下而上优化、自动分配校准’的新思路,构建了新的统计数据自适应分配模型,以现有遥感制图产品之间的精度和一致性为基础,利用统计数据对遥感耕地制图产品的数量精度进行评估,实现了统计数据和耕地遥感数据产品的优化整合。

联合团队研制了全球2010年500米分辨率耕地融合制图产品,其总体精度为90.8%,高于已有的CCI-LC、GlobCover、GlobeLand30、MODIS C5和Unified Cropland Layer等5套全球耕地产品;同时,和统计数据的一致性分析表明,该耕地制图产品具有较高的相关系数和较小的均方根误差,和统计数据的一致性优于已有的全球耕地制图产品。同时,在该数据产品的基础上,联合团队研发了新一代全球农作物空间分布数据产品。

全球耕地有多少

地球上,29%的表面积是陆地,全球各国国土总面积约133.9亿公顷,但国土面积包括山岭、湖泊、沙漠等不可耕种的面积。耕地只是国土面积中的一小部分。

那么,全球耕地面积到底有多少呢?

根据联合国粮农组织2010年的数据,全球耕地面积大概16.5亿公顷左右,陆苗介绍,“我们的产品主要是提供基础数据,其总体精度为90.8%,空间分辨率为500米。该产品测算的耕地面积和粮农组织的数据基本相符。”

此外,各国耕地面积总数,也和粮农组织的数据基本相符,陆苗介绍,当前耕地面积前五的国家为印度、美国、俄罗斯、中国和巴西。全球种植面积最多的前三种作物分别是小麦、玉米和水稻。

精度更高的数据,不仅为研究提供了更可靠的支撑,同时,也为全球尺度农业遥感制图及相关研究提供了新思路和新方法,“还为全球农业监测、粮食估产和全球变化研究等提供准确可靠的耕地空间分布信息。”陆苗介绍。

据了解,该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金项目、中国农科院科技创新工程项目共同资助。研究成果在线发表于《Earth System Science Data(地球系统科学数据)》。

新京报记者 周怀宗

编辑 唐峥 校对 柳宝庆

(原标题:全球耕地有多少?我国科学家研发新一代全球高精度耕地分布制图)

(责任编辑:王凤枝_NT2541)

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