共建防灾减灾体系，携手保护生态环境——中哈农业旱灾与虫灾监测预警项目

哈萨克斯坦粮食作物管理水平不高，灾害严重，产量很不稳定。为解决该问题，中哈双方研究团队进行了相关合作，旨在利用中方在大数据挖掘和应用服务方面的技术优势和成熟经验，由哈方合作单位收集和整理哈国农业有关方面的历史数据，中方团队结合农业空天地一体监测网络的建设，在数据分析和模型研发的基础上，自主研发农业灾害监测与预警系统平台，对提升当地粮食作物灾害检测水平具有重要意义。

一、基本情况

哈萨克斯坦有耕地面积3亿亩，是世界最大的小麦面粉出口国和第六大粮食出口国。2019年12月哈萨克斯坦总统到中亚生态与环境研究中心建设的中哈农业大数据分析中心视察，提出要将遥感大数据技术推广应用到哈萨克斯坦全国，中国驻哈大使馆高度重视，将其作为中哈科技合作的重点方向。针对哈国农业灾害以及对地观测技术的合作需求，中方团队与哈萨克斯坦赛福林农业技术大学、哈萨克斯坦农业科学院土壤与农业化学研究所联合开展了干旱和病虫害对地监测和预警研究工作，已建成小麦监测示范区3处，设立国产农业气象站及虫情监测地面站。中方团队基于国产高分影像数据和深度学习模型提取了哈国北部三州田块数据，基于干旱监测提出小麦估产方法。同时中方团队自主研发农业灾害监测系统平台一套，集成了地面监测、虫情识别、农情信息提取、干旱及病虫害预警，开发了野外土地利用及病虫害调查APP，为哈萨克斯坦农业自然灾害的防治提供软硬件的支撑示范平台。

该项目一方面通过开展哈萨克斯坦粮食作物灾害监测和预警系统研发和示范，帮助哈方提高粮食作物灾害监测能力和水平的同时，也推进了中国遥感卫星和北斗定位系统及大数据、云计算等信息技术在中亚国家农业中的服务与应用。2023年度中哈团队成功召开“一带一路”可持续发展与自然灾害监测国际研讨会，并举办了“一带一路”国家农业灾害遥感智能化监测及管理国际培训班，获得了学员的一致好评，为哈方合作单位培养相关技术人才20余名。

二、主要做法及模式

中哈双方各自依托本国科学院支持，通过优势互补的合作模式开展项目研发和农业项目落地实施。其中，中方优势在于遥感农业监测、智慧农业信息化及设备研发领域，哈方优势在于传统地面监测、无人机及实地研究部分。

中哈开展大范围农业旱灾病虫害监测及预警研究，本着求同存异以及互相尊重的原则，不断磨合和调整工作模式，充分利用当前便捷的网络技术推进项目顺利实施。特别是在新冠疫情影响了实际人员往来和交流的情况下，中哈双方共建联合研究创新合作范式，具体合作机制如下：

一是建立院级组织协调机制。在推动国际合作基础上，基于项目具体实施单位，建立了双方院长级别交流机制。其中，中方由中国科学院深圳先进技术研究院、中国科学院中亚生态与环境研究中心领导，哈方由国立科学院土壤所所长、大学校长等共同组建合作项目工作专班，负责统筹项目的具体开展、人员交流等管理协调工作。

二是建立数据共享机制。依托“中哈农业大数据中心”，合作建立了天空地数据共享机制。其中，当地的地面采集数据优先保留在合作方本国，通过大数据中心云平台与中方共享，而遥感相关原始数据保留在国内，通过研发灾害监测系统模型的实地部署方式，对境外提供成果数据共享服务。

三是建立有效沟通和人员互访交流机制。在院级组织协调机制基础上，制定了人员定期交流互访机制，便于双方人员的科技能力提升和实地部署。疫情期间，主要采用线上交流及线上培训方式，实现了有效的沟通和项目进度推进。今年以来，已成功组织哈方人员来华参加培训，并组织中方人员回访开展实验区调研和项目交流。

四是建立明确工作任务负责制。在国家数据安全规范下，双方各自侧重及互相配合以开展项目工作内容。在长期合作交流机制下双方明确了工作任务，完成了地面监测设备的对接以及部分历史灾害数据的收集等工作。例如，前往哈方合作单位试验田考察，沿途收集到春小麦、春玉米、豌豆、亚麻、土豆、油葵等多种作物样点300余个，为地面监测提供了大量基础数据。中方团队跟随哈萨克斯坦农业科学院植物保护和生物检疫中心蝗虫防治研究团队，开展蝗虫过境之后的爆发考察，收集到阿拉木图州面积约为1公顷的蝗虫源地1块，根据实际情况提出了合作内容：蝗虫和其他物体的地面防护数据收集；遥感、卫星数据识别与制图；现场传感器实施、测试；软件的开发；无人机相关的项目，传感器研发；教育、实习及实践；干旱和盐渍化对农业产量影响；积雪厚度制图；作物模型与遥感数据同化等。

三、成效及展望

一是完成哈萨克斯坦北部三州和南部锡尔河流域耕地地块提取。锡尔河矢量总面积约为63410平方千米，实际耕地面积约为34556平方千米，锡尔河总耕地矢量文件大小为67兆字节，锡尔河总计有339565块面数。哈萨克斯坦北部三州包括：科斯塔奈州、北哈萨克斯坦州和阿克莫拉州，提取耕地总面积为20925平方千米，北部总耕地矢量文件大小为9.9兆字节，北部三洲总计有59210块面数。

二是帮助哈方收集了大量气象数据资料。依托本项目建成地面监测站点3处，覆盖面积达2万公顷。其中，中国境内1处，位于新疆奇台县国家粮食生产基地，包含农业气象站 1套，监测内容涉及降雨量、空气温湿度、大气气压、辐射总量、土壤墒情等内容；虫情测报灯 1 台。哈国境内 2 处，包含农业气象站 2 套和虫情测报灯 2 台。目前哈方合作单位接收气象数据累计10000余条，虫害照片达千余张。

三是帮助哈方建立了覆盖全哈萨克斯坦农业旱灾监测系统。中方为哈方合作单位开发虫情测报和农业气象站数据接收系统1套，目前已在当地部署完毕，能够正常开展在线监测和调试、气象干旱监测、虫情识别和统计等。为哈方合作单位开发基于遥感的农业旱灾监测系统1套，目前已部署于哈方当地，通过长时序遥感观测，采用了基于植被－温度、作物健康指数等多种气象和土壤干旱指标，针对作物干旱做到覆盖全哈萨克斯坦地区每8天一期的观测预报结果，可辅助当地政府部门的灾害治理决策。

四是构建了中亚农业及社会经济数据库。团队整理收集中亚农业及社会经济数据，编写各种文档处理小程序，实现自动翻译功能。整理原始文件夹1万多个，文件十万多个，文本将近40万条记录，建立了一套可检索的中亚农业及社会经济数据库，并公开全网以供研究人员浏览查询，是目前国内第一套可查询检索的中亚农业及社会经济数据库，同时提供专业的数据聚合工具。

五是通过举办会议、人员培训等扩大了项目的影响力。双方合作召开“一带一路”可持续发展与自然灾害监测国际研讨会，并举办了“一带一路”国家农业灾害遥感智能化监测及管理国际培训班。中方研究团队就农业干旱监测和小麦估产等方面，对哈方技术人员开展了遥感影像处理技术和干旱监测技术的培训，培养哈国技术人员30余名，取得了良好的国际影响。

中方团队与哈萨克斯坦研究人员开展讨论会

针对项目后期合作发展态势，对于中亚农情监测与数据挖掘、管理、发布平台的建设要求长期持续投入，开展农业大数据系统的应用示范只是个开端与起步，加强对中亚地区农情监测及粮食作物灾害监测工作，提高监测产品的时空精度，继续收集整理中亚的农业及社会经济数据，服务于后期的数据挖掘工作，对于中亚及国家安全稳定意义重大。（编写作者：农业农村部农村经济研究中心翟雪玲；案例材料及基础稿件来源：中国科学院）