NISAR 任务将帮助绘制农作物地图，并在整个生长季节跟踪农作物的生长情况。 卫星利用合成孔径雷达，既能观测小块农田，又能监测广大地区的趋势，收集数据为农业决策提供依据。
NISAR卫星将提供高分辨率、经常更新的作物和土壤湿度雷达数据，从而彻底改变全球农业。这一突破将使农民和决策者能够以前所未有的精度优化种植计划、灌溉和资源分配。 与传统卫星不同，NISAR 的双频雷达可以穿透云层和作物冠层，深入了解生物量、土壤湿度和植物健康状况。
今年发射的NISAR（NASA-ISRO合成孔径雷达）卫星将提供强大的数据流，为美国和全世界的农民提供支持。 该任务由美国国家航空航天局（NASA）和印度空间研究组织（ISRO）共同开发，将跟踪作物从播种到收获的整个生长过程，提供重要的洞察力，帮助农民优化播种计划、改善灌溉并充分利用时间。
NISAR配备了合成孔径雷达，将分析农作物的物理特性，测量植物和土壤的湿度。 虽然它具有监测小块农田的精度，但其最大的优势在于能够频繁、大规模地覆盖农业地区。
NISAR 将每两周提供一次全球耕地地图。 观测将不受天气影响，并提供有关影响国际粮食安全的大规模趋势的最新信息。 资料来源：NASA/JPL-加州理工学院规模化精准农业
这颗卫星将每 12 天两次捕捉地球上几乎所有陆地的图像，其分辨率能够探测到小到 30 英尺（10 米）宽的地块。 这种详细程度将使用户能够跟踪单个农场一周到一周的变化，或放大观察整个地区的趋势。 这种全面的视角对于决策者和农业管理者在作物生产和资源分配方面的决策非常有价值。
例如，利用 NISAR 的数据，决策者可以估算出一个地区的水稻秧苗播种时间，并在整个季节中跟踪它们的高度和开花情况，同时还能随着时间的推移监测秧苗和水田的湿度。 不健康的作物或更干燥的稻田可能预示着需要改变管理策略。
“这一切都与资源规划和优化有关，在作物方面，时机非常重要： 何时是播种的最佳时机？ 何时是灌溉的最佳时机？ “NISAR 科学小组成员、东兰辛密歇根州立大学农业工程研究员纳伦德拉-达斯（Narendra Das）说：”这就是整个游戏的关键所在。”
如图所示，NISAR 是 NASA-ISRO 合成孔径雷达的简称，标志着美国和印度太空机构首次合作开发地球观测任务的硬件。 它的两个雷达系统将每 12 天两次监测地球上几乎所有陆地和冰面的变化。 图片来源：NASA/JPL-Caltech
NISAR 将于今年从印度空间研究组织位于印度东南海岸的 Satish Dhawan 航天中心发射升空。 投入运行后每天将为包括农业在内的众多领域的研究人员和用户提供约 80 TB 的数据产品。
几十年来，卫星一直被用于大规模作物监测。 由于微波可以穿过云层，因此雷达在雨季观测农作物的效果要好于热成像和光学成像等其他技术。 NISAR卫星将是第一颗采用两种频率（L波段和S波段）的雷达卫星，这将使它能够比使用一种频率的单一仪器观测到更广泛的地表特征。
欧洲哨兵-1合成孔径雷达卫星计划在 2017 年收集的数据显示了佛罗里达州奥基乔比湖东南部地区农田的变化。 田地中的颜色表示各种作物处于生长和收获周期的不同阶段。 NISAR 将以 L 波段和 S 波段雷达频率收集类似数据。图片来源：欧空局；处理和可视化由 Earth Big Data LLC 提供
任务雷达发出的微波将能够穿透玉米、水稻和小麦等作物的冠层，然后从下面的植物茎秆、土壤或水中弹回传感器。 通过这些数据，用户可以估算出一个地区地面上植物物质（生物量）的质量。 通过解读一段时间内的数据并将其与光学图像相结合，用户将能够根据生长模式区分作物类型。
此外，NISAR 的雷达还将测量信号从地表弹回卫星后极化（或垂直和水平方向）的变化情况。 这将使一种称为极化测量的技术成为可能，该技术应用于数据后，将有助于识别农作物，并以更高的准确性估算农作物产量。
“NISAR的另一个超强功能是，当其测量数据与传统卫星观测数据（尤其是植被健康指数）相结合时，将大大增强作物信息，”负责监督NASA水资源和农业研究计划的Brad Doorn补充说。
NISAR 卫星提供的高分辨率数据可用于农业生产率预测，这些数据可显示哪些作物正在生长以及生长情况如何。
印度空间研究组织位于艾哈迈达巴德的空间应用中心的农业应用负责人比马尔-库马尔-巴塔查里亚说：”印度政府–或世界上任何国家的政府–都希望以非常精确的方式了解作物种植面积和产量估计。NISAR的高重复时间序列数据将非常非常有用。”
NISAR 卫星还能帮助农民测量土壤和植被中的含水量。 一般来说，较湿润的土壤往往会比较干燥的土壤返回更多信号，在雷达图像中显示得更明亮。 植物水分也有类似的关系。
这些功能意味着，NISAR 可以估算作物在生长季节的含水量，帮助确定作物是否缺水，还可以利用从地面散射回来的信号估算土壤湿度。
土壤水分数据有可能让农业和水资源管理者了解耕地对热浪或干旱的反应，以及耕地吸收水分和雨后变干的速度–这些信息可以为灌溉规划提供支持。
纽约州伊萨卡康奈尔大学地球科学研究员、NISAR 科学团队土壤湿度负责人罗威娜-罗曼（Rowena Lohman）说：”考虑粮食安全和资源去向的资源管理者将能够利用这类数据对整个地区有一个整体的认识。”
NASA-ISRO合成孔径雷达（NISAR）卫星是一项开创性的地球观测任务，标志着NASA和ISRO在飞行硬件方面的首次合作。 NISAR 设计用于以无与伦比的精度监测地球陆地和冰面的变化，具有 L 波段和 S 波段双频雷达，可捕捉环境变化、自然灾害和气候影响的详细图像。
美国国家航空航天局喷气推进实验室（JPL）领导该项目的美国部分，提供 L 波段合成孔径雷达、雷达反射天线、可部署吊杆、高速通信子系统、GPS接收器、固态记录器和有效载荷数据子系统。 美国宇航局戈达德太空飞行中心负责管理近太空网络，该网络将接收 L 波段数据。
印度空间研究组织空间应用中心开发了 S 波段合成孔径雷达，U R Rao 卫星中心提供了航天器总线。 这次飞行任务将由维克拉姆-萨拉巴伊航天中心的运载火箭发射，发射服务在萨蒂什-达万航天中心进行。 进入轨道后，将由印度空间研究组织遥测、跟踪和指挥网络（ISTRAC）管理运行，国家遥感中心（NRSC）负责 S 波段数据的接收和分发。
通过将两个机构的先进雷达技术相结合，NISAR 将为地球表面的变化提供有价值的洞察力，为灾害响应、环境监测和气候研究提供支持。
编译自/ScitechDaily