2018 年 10 月 18 日，来自 NASA-USGS Landsat 8 数据的威斯康星州北部小鳟鱼湖上方的蔓越莓沼泽景观。一些小红莓已经变成鲜红色，可以收割了。图片来源：美国宇航局
中西部的农民都在争先恐后地收获他们的玉米、大豆和感恩节餐桌上的其他主食，然后才迎来第一次农作物冻死。9 月的降雨使收成更晚了。春季大雨淹没了密西西比河、威斯康星河和密苏里河周围数百万英亩的农田。一些农民从未播种；其他人比原计划晚了三周。
今年农民计划的这些变化和延迟使美国农业部通过农民调查和地面观测来跟踪和估计作物产量的工作成为一项挑战。为了解决这个问题，他们求助于联合 NASA - 美国地质调查局的 Landsat 8 卫星来填补缺失的部分。
自 2008 年以来，作为 NASS 农田数据层计划的一部分，美国农业部的国家农业统计局 (NASS) 已利用 Landsat 数据监测美国 48 个州的数十种作物。图片来源：NASA/Matthew R. Radcliff
“在异常生长季节或自然灾害期间，卫星会发光，”美国农业部国家农业统计局或 NASS 空间分析研究部门负责人兼华盛顿农田数据层项目经理 Rick Mueller 说。 “Landsat 是一种可靠且独立的方式来验证我们的统计数据告诉我们的信息。”
自 2009 年以来，作为 NASS 农田数据层计划的一部分，NASS 利用 Landsat 数据监测了美国 48 个州的数十种作物，包括玉米、小麦、大豆和棉花。
Cropland Data 图层使用 Landsat 和类似传感器来识别在哪里种植什么。另外，NASS 在 Aqua 和 Terra 卫星上使用 NASA 的中分辨率成像光谱仪 (MODIS) 仪器来监测日常植被健康和生长阶段，以及作物产量的所有指标。
“Landsat 一直是我们可以直接衡量全球粮食供应的唯一方法之一，”华盛顿 NASA 总部 NASA 应用科学水资源和农业研究项目经理 Brad Doorn 说。
然而，“这不是所有的卫星，”穆勒说。
从 NASA-USGS Landsat 8 数据中可以看出，密苏里州圣路易斯北部农业动荡的一年中的三个时刻。左边是 2019 年 5 月 7 日，因为大雨推迟了许多农场的播种。 2019 年 9 月 12 日，中间是亮绿色，表示植被正在生长，尽管有相当多的棕色裸露田地。在右侧，2019 年 10 月 14 日，浅棕色表示收获的田地，而深棕色表示整个夏天都没有播种或休耕的田地。图片来源：美国宇航局
在一个典型的农业年份，NASS 严重依赖他们的地面观测和调查数据。在全国范围内，NASS 实地官员访问农场，并在整个生长季节测量种植面积和种植面积。 NASS 还从农场服务机构 (FSA) 接收作物种植面积数据。农民必须每年向 FSA 自行报告作物种植面积和土地使用信息。 FSA 使用这些数据来确定对联邦计划的支付，例如自然灾害造成的作物损失或市场价格变化造成的经济损失。
今年不是一个典型的年份。农民通常在 5 月开始种植玉米、大豆和其他作物。在密苏里州，该州 10% 的农田在水下，卫星图像帮助 NASS 州官员了解哪些田地和地区受洪水影响最大。他们还可以看到哪些田地有庄稼。
“卫星帮助我们填补了空白，并展示了该州每个地区的情况，”美国农业部密苏里州统计师罗伯特加里诺说。 “这些调查可以很好地为整个州提供估计，但并非旨在捕捉该州特定地区正在发生的事情。”
6 月，一些农民无法向 Garino 的办公室报告播种面积。他们正在等待他们的田地变干。 7 月，美国农业部利用卫星数据帮助他们修正了 6 月的产量估算。
接下来的一个月，新闻报道称农民对美国农业部 8 月份的产量报告表示怀疑。 “人们对它们的准确性有很多担忧，”加里诺说。 “普遍的感觉是降雨和洪水会导致收获面积减少和产量大幅下降。虽然收获的土地，尤其是大豆的收获面积显着减少，但 8 月份的单产预测保持良好。”
NASS 将于 2020 年 1 月发布最终的农田数据层，并通过 CropScape 网站向所有人提供数据。灾害管理人员使用该站点的历史数据来评估今年洪水和其他自然灾害造成的作物损失。资源管理者使用历史数据来指导作物轮作、研究土地利用变化和监测用水量。
新的卫星和新的数据合作伙伴关系正在帮助 NASS 提高其实时作物监测能力。目前，计算机模型使用农田数据层来计算玉米和大豆的月产量估算值。
除了 2013 年推出的 Landsat 8 之外，USGS 与欧洲哥白尼星座之间的合作伙伴关系还免费提供更多类似 Landsat 的图像。
“卫星越多，我们的感觉就越好，”NASS 空间分析研究部门负责人兼华盛顿农田数据层项目经理 Rick Mueller 说。
