Brug af højopløste satellitter til at måle afrikanske landbrugsudbytter

Stanford -forskere har udviklet en ny måde at estimere afgrødeudbytter fra rummet, ved hjælp af billeder i høj opløsning, der er taget af en ny bølge af kompakte satellitter.

Tilgangen, detaljeret i 13. februar -udgaven af ​​tidsskriftet Procedurer fra National Academy of Sciences , kunne bruges til at estimere landbrugets produktivitet og teste interventionsstrategier i fattige regioner i verden, hvor data i øjeblikket er ekstremt knappe.

"Forbedring af landbrugets produktivitet vil være en af ​​de vigtigste måder at reducere sult på og forbedre levebrødet i fattige dele af verden, "sagde studieforfatter Marshall Burke, en adjunkt i afdelingen for Earth System Science ved Stanford's School of Earth, Energi- og miljøvidenskab. "Men for at forbedre landbrugets produktivitet, vi skal først måle det, og desværre er dette ikke gjort på de fleste gårde rundt om i verden. "

Jordobserverende satellitter har eksisteret i over tre årtier, men de fleste af de billeder, de fanger, har ikke været høj nok opløsning til at visualisere de meget små landbrugsmarker, der er typiske i udviklingslande. For nylig, imidlertid, satellitter er krympet i både størrelse og pris, mens de samtidig forbedres i opløsning, og i dag er der flere virksomheder, der konkurrerer om at opsende satellitter i køleskab og skoæske i rummet, der tager billeder i høj opløsning af jorden.

"Du kan få mange af dem deroppe, alle fanger meget små dele af landoverfladen i meget høj opløsning, "sagde studieforfatter David Lobell, lektor ved Institut for Jordsystemvidenskab. "Enhver satellit giver dig ikke meget information, men konstellationen af ​​dem betyder faktisk, at du dækker det meste af verden med meget høj opløsning og til meget lave omkostninger. Det er noget, vi aldrig rigtig havde, selv for et par år siden. "

I den nye undersøgelse, Burke og Lobell satte sig for at teste, om billederne fra denne nye bølge af satellitter er gode nok til at estimere afgrødeudbytter pålideligt. Parret fokuserede på et område i det vestlige Kenya, hvor der er mange småbønder, der dyrker majs, eller majs, på små, en halv hektar eller en hektar stor grund. "Dette var et område, hvor der allerede var meget eksisterende feltarbejde, "Lobell sagde." Det var et ideelt sted at teste vores tilgang. "

Forskerne sammenlignede to forskellige metoder til at estimere landbrugets produktivitetsudbytter ved hjælp af satellitbilleder. Den første fremgangsmåde involverede "jordspydning, "eller foretage jordundersøgelser for at kontrollere nøjagtigheden af ​​udbytteestimater beregnet ved hjælp af satellitdata, som blev doneret af virksomheden Terra Bella. For denne del af undersøgelsen, Burke og hans felthold brugte uger på at foretage hus-til-hus undersøgelser med sine medarbejdere, tale med landmænd og indsamle oplysninger om enkelte gårde.

"Vi får mange gode data, men det er utrolig tidskrævende og temmelig dyrt, hvilket betyder, at vi højst måle omkring tusinde landmænd under en kampagne, "Sagde Burke." Hvis du vil skalere vores drift, du ønsker ikke at skulle huske data fra jordundersøgelser overalt i verden. "

Af denne grund, teamet testede også en alternativ "ukalibreret" tilgang, der ikke var afhængig af data fra grundundersøgelser for at kunne forudsige. I stedet, den bruger en computermodel af, hvordan afgrøder vokser, sammen med oplysninger om lokale vejrforhold, at hjælpe med at fortolke satellitbillederne og forudsige udbytter.

"Bare at kombinere billedet med computerbaserede afgrødemodeller giver os mulighed for at lave overraskende nøjagtige forudsigelser, bare baseret på billedet alene, den faktiske produktivitet på marken, "Sagde Burke.

Forskerne har planer om at skalere deres projekt og teste deres tilgang på tværs af mere af Afrika. "Vores ambition er at lave præcise sæsonbestemte forudsigelser af landbrugets produktivitet for hvert hjørne af Afrika syd for Sahara, "Burke sagde." Vores håb er, at denne tilgang, vi har udviklet ved hjælp af satellitter, kunne tillade et stort spring i vores evne til at forstå og forbedre landbrugets produktivitet i fattige dele af verden. "

Lobell er også vicedirektør for Stanfords Center for Fødevaresikkerhed og Miljø og en Senior Fellow ved Stanford Woods Institute for the Environment.