2019年以来，西非、西南亚的多个国家遭受历史上罕见的沙漠蝗虫灾害，联合国粮农组织（FAO）发出全球预警，希望各国高度戒备正在肆虐的蝗灾，中国科学院空天信息创新研究院（以下简称中科院空天院）针对当前沙漠蝗虫灾情，该院科研团队利用卫星遥感技术对沙漠蝗虫灾情开展大面积动态监测预警，为防控蝗灾提供科学支撑。

　　蝗灾来袭

　　通常情况下，蝗虫卵完成发育需要潮湿的土壤以吸收水分。肯尼亚等东非国家3月进入长雨季，降雨使土壤湿润，植被茂盛，有利沙漠蝗虫快速生长繁殖。

　　粮农组织说，3月下旬的大范围降雨使东非的蝗虫数量急剧增加，肯尼亚、埃塞俄比亚和索马里的当前形势极为令人担忧。这些蝗虫将于5月产卵，卵会在6月底至7月孵化，而此时正值收获季。蝗灾将使地区粮食安全和民众生计面临前所未有的威胁。

　　以埃塞俄比亚为例，粮农组织说，蝗虫目前已在该国的160多个地区大量繁殖，破坏了近20万公顷耕地，100多万人因此陷入粮食不安全境地。蝗灾与疫情叠加，加大了东非国家的应对难度，使得危机进一步加剧。

　　融合多项技术支撑蝗虫监测预警系统

　　蝗虫是世界范围内的重大迁飞性害虫之一，对于我国来说，东亚飞蝗一直以来都是制约我国粮食安全、生态安全、农民增收和社会安定的重要因素。今年我国东亚飞蝗有两类区域需重点关注——近年来蝗区面积和分布区域发生变化导致蝗虫发生频率上升的老蝗区和由于新建水库、水源保护地、耕作粗放、矿区坍塌形成的新增蝗区。而在非洲和西南亚等地区主要造成危害的是沙漠蝗虫。

　　传统的虫害目测手查单点监测方法和有限站点的气象数据预测方法只能获取“点”上的虫害发生信息，远远不能满足“面”上对虫害的大面积及时防控需求。而遥感相对于传统虫害田间调查技术手段而言，能够高效客观地在大尺度上对虫害发生发展状况进行动态监测预警，对于高效科学防控具有重要的现实意义。

　　近年来对地观测技术的快速发展为蝗虫的大范围监测和预警提供了有效技术手段。国产高分系列和环境减灾系列、美国MODIS和Landsat TM、欧空局Sentinel系列等卫星遥感数据正构筑起一个高频度、高空间分辨率、多谱段、全覆盖的对地观测系统。

　　此外，不断更新加密的气象站点数据以及由遥感、气象数据耦合形成的面状气象参数产品为蝗虫生境（蝗虫赖以生活、生存的环境）监测提供了更为丰富的信息来源。当前，多源信息融合算法的发展有助于充分利用多源异构数据中的互补信息，形成具有更高分辨率和精度的时空连续数据集。加之随着蝗虫生物学特性研究的不断深入，对其发展扩散过程和环境影响因素的认识不断提高，使得蝗虫的发生发展过程能够通过模型的方式进行刻画和模拟，为蝗虫监测预警等模型构建提供方法指导和技术支撑。

　　中科院空天院黄文江研究员、董莹莹副研究员团队多年来在蝗虫遥感监测与预测研究领域作出了很多工作。他们建立了基于卫星遥感的病虫害遥感监测模型，实现了大面积病虫害遥感监测制图；通过融合遥感、气象、植保等星机地多源数据，并与病虫害流行机制有机链接，建立了作物病虫害大面积预测模型。该团队以中高分辨率卫星影像为主要遥感数据源，结合土地利用/覆盖数据、气象数据、地面调查数据等，针对蝗虫的发生发展特点，定量提取并分析与蝗虫发生分布密切相关的关键因子，如地形、土壤类型、土壤湿度、地表温度、植被类型、植被覆盖度等，耦合害虫生物学机制和虫害发生扩散模型，开展蝗虫发生发展的遥感监测预警，并结合地面调查数据进行分析验证。