首頁媒體中心產業消息

2025-03-24

分享：

衛星遙測技術於智慧精準農業之應用

一、前言

智慧精準農業已成為提升果樹產業生產效率、優化資源利用及應對農業挑戰的關鍵趨勢。面對勞動力短缺、氣候變遷和資源管理效率低下等多重問題，傳統農業模式顯現其局限性。在此背景下，衛星遙測技術以其獨特的優勢，成為智慧精準農業領域中一項變革性的工具。本報告旨在深入探討衛星遙測技術在智慧精準農業中的應用，涵蓋其發展趨勢、核心概念、解決農業問題的重要性、商業應用、政策管理需求以及未來發展前景。

二、緒論：智慧精準農業的演進與衛星遙測的角色

精準農業的開端

精準農業的發展初期，主要聚焦於利用數據來提升農業生產效率，其核心在於根據田間的實際狀況進行精確管理 ¹。早期，農民開始意識到農田內部的差異性，並嘗試根據這些差異進行更精細化的操作。例如，透過對土壤、水分和作物健康等因素的即時評估，農民能夠更有效地分配資源，如水、肥料和農藥 ¹。全球定位系統（GPS）和變量速率技術（VRT）等早期技術的應用，使得農民能夠在特定的田塊內以不同的速率施用投入品，從而實現更精準的管理 ²。這標誌著農業從均一化管理向精細化、數據驅動管理的轉變，其根本目標是提高生產力並減少浪費。

智慧農業的興起

隨著科技的進步，精準農業逐漸演變為更全面的智慧農業。智慧農業的概念涵蓋了人工智慧（AI）、物聯網（IoT）和巨量資料分析等先進技術的整合應用，旨在塑造農業實踐的未來 ¹。智慧農業的核心目標在於透過現代資訊科技、精準的氣候資訊以及作物和牲畜的生長資訊，將生產變數連接起來，從而提高農產品的數量和品質 ⁴。這種轉變不僅限於資源的精確施用，更涵蓋了農業生產過程的全面智慧化，包括感測器網路的部署、自動化系統的實施以及基於即時數據的決策制定 ⁴。智慧農業的目標是提高生產效率、改善產品品質、降低成本並減少農業對環境的影響 ⁴。

衛星遙測作為基石技術

在智慧農業的體系中，衛星遙測技術扮演著至關重要的角色。相較於傳統的田間調查，衛星遙測能夠以大範圍、高頻率和非破壞性的方式獲取地球表面的資訊 ⁷。這項技術不僅能夠監測廣闊的農田，還能提供關於植被健康、土壤濕度和地表溫度的寶貴數據 ⁷。更重要的是，隨著公共衛星數據（如Sentinel、Landsat和MODIS）的開放以及商業衛星影像的日益普及和成本效益的提高 ¹，衛星遙測技術正變得越來越容易取得和應用。它為智慧農業提供了宏觀、連續且經濟的數據基礎，彌補了地面感測器和人工調查在空間和時間上的侷限性。

三、果樹栽培中智慧精準農業的必要性

當前果樹農業面臨的挑戰

勞動力短缺與成本上升：農業勞動力的短缺日益嚴重，尤其是在果樹栽培方面，許多環節仍依賴大量人工操作 ¹。勞動成本持續上升，對果農的利潤空間造成壓力 ¹²。智慧農業技術，如自動化和機器人，被視為潛在的解決方案，能夠減輕對人力的依賴並提高勞動效率 ¹。
氣候變遷的衝擊：氣候變遷導致極端天氣事件（如乾旱、洪水和熱浪）的頻率和強度增加，對果樹的生長、產量和品質構成嚴重威脅 14。氣候模式的改變也可能導致適合果樹種植的區域發生變化，並影響果樹的生長週期 ¹²。因此，需要智慧農業技術來監測氣候變化帶來的影響，並協助果農採取適應性措施。
資源管理效率低下：傳統的果樹栽培方法在水、肥料和農藥的使用上可能存在浪費和效率低下的問題 ¹。過度使用化學品不僅會增加生產成本，還可能對環境造成負面影響 ¹。智慧精準農業提倡根據果樹的實際需求精確施用資源，以提高利用效率並減少環境負擔。

智慧農業與精準技術的潛力

智慧農業和精準技術為應對果樹栽培中的挑戰提供了有力的工具。這些技術有潛力提高生產力和產量 ¹，更有效地利用資源 ¹，減少對環境的影響 ¹，並提升果實的品質和一致性 ⁵。此外，智慧農業還有助於成本管理和提高果農的盈利能力 ⁵。

衛星遙測作為關鍵賦能技術

衛星遙測技術之所以成為果樹智慧精準農業的關鍵賦能技術，在於其獨特的優勢。它能夠提供大面積果園的整體視圖 ⁷，並在整個生長季節進行頻繁監測 ¹¹。此外，衛星遙測還能以非破壞性的方式評估果樹的健康狀況和環境條件 7。相較於傳統方法，衛星遙測在大範圍監測方面更具成本效益 ²¹。這些特性使得衛星遙測成為監測廣闊或難以接近的果園的理想選擇，為果農提供寶貴的資訊，以優化管理決策。

四、衛星遙測技術在農業中的基礎原理

衛星遙測的核心概念與優勢

衛星遙測是一種從遠距離收集關於地球表面資訊的技術，透過分析感測器接收到的反射或發射的能量來實現 ¹¹。這些感測器可以捕捉不同波長的光譜資訊，包括可見光、近紅外光、短波紅外光和熱紅外光等 ⁷。多光譜影像能夠偵測不同層次的植被健康狀況和壓力 ⁷。熱成像則可以測量作物的溫度，用於偵測乾旱或疾病引起的壓力 ⁷。衛星遙測的主要優勢包括其非侵入性、系統性的數據收集能力、廣泛的地理覆蓋範圍以及多樣化的技術應用 ²³。

相較於傳統田間調查的效率提升

衛星遙測技術相較於傳統的田間調查，在效率上具有顯著的優勢。它能夠快速且即時地分析大面積的農田 2。使用衛星數據還可以減少不必要的田間考察、降低營運成本和所需的人力資源 ²¹。此外，衛星遙測技術能夠提供一致且客觀的數據 ⁸，並實現對農田隨時間變化的監測 ⁸。

公共衛星數據的開放性與成本優勢

許多國家和國際組織都提供免費或低成本的衛星數據，例如Sentinel、Landsat和MODIS等計畫 ¹。相較於無人機影像等其他遙測方式，衛星影像在大範圍監測方面通常更具成本效益 ²¹。雖然商業衛星影像提供更高的解析度和更快的重訪時間，但公共衛星數據的開放性使得廣大農業用戶能夠更容易地利用遙測技術 ²¹。隨著技術的進步，遙測解決方案的成本也在逐漸降低，使得中小型果農也能夠更容易地採用這些工具 ¹¹。

五、衛星遙測在果樹栽培管理的應用面向

土壤與肥培管理

土壤養分指標推估：光譜遙測技術可以有效地監測果樹的氮含量，這對於果園的精準管理至關重要 ²⁵。果樹的氮含量會影響其光譜反射特性，因此可以透過分析衛星影像的光譜資訊來推斷作物的養分狀態。
精準施肥：遙測技術透過提供關於土壤性質和作物健康狀況的空間資訊，促進精準農業的實施，實現根據需求差異化施用肥料 ²⁷。衛星數據可以識別果園內不同區域的養分需求差異，從而實現精準施肥，優化養分利用，減少浪費並降低對環境的影響。
整合歷史影像追蹤果樹健康度，優化施肥時程：整合歷史衛星影像可以追蹤果樹的長期健康狀況，結合當前的養分狀態評估，有助於優化施肥時程 ¹。植被指數如NDVI和NDRE與植物的養分含量相關，可以提供關於樹木健康狀況的洞察 28。透過分析這些指數的長期變化趨勢，果農可以更精準地調整施肥策略。

水資源與灌溉控制

衛星影像中的植被水分指標：從衛星影像衍生的植被指數，如NDVI和NDWI，廣泛應用於評估植被的活力和水分壓力，其中NDWI專門用於指示作物的水分含量變化 ²⁹。監測這些指數有助於非破壞性地評估果樹的水分狀況並偵測水分脅迫。
農地水分分布估算：衛星遙測可用於監測柑橘果園在灌溉區域範圍內的水分需求，透過估算作物蒸散量（ETc）和識別灌溉區域來實現 32。衛星模型可以估算果園水分需求的空間分布，為高效的灌溉規劃和水資源管理提供支援。
精準排程灌溉：結合衛星影像衍生的NDVI和NDWI等指數與田間測量數據，可以全面評估作物的需水量和水分壓力，為改善灌溉措施提供有價值的資訊 ²⁹。透過整合衛星數據、地面數據和天氣預報，可以實現精準的灌溉排程，優化用水效率並防止灌溉過度或不足。

果實成熟度監控與採收排程

光譜與溫度分析判定果樹生長階段：光譜光學技術可用於監測蘋果果實的葉綠素含量，其顯著下降與果實呼吸速率的躍變峰值同時出現，表明果實已成熟 ³⁵。熱遙感可以監測熱量和過度的太陽輻射，這些因素會影響果實的成熟度 ³⁶。
集合歷年氣候影響數據，預估成熟期：需要結合歷史氣候數據進行預測建模，以提前預測作物的最佳採收日期 37。整合歷史氣候數據與當前基於衛星的果實發育監測可以提高成熟期預測和採收排程的準確性。
即時監控天氣與長勢，彈性調度人力與採收順序：遙測技術透過分析顏色指數、硬度和糖含量，為預測採收時間提供可靠的方法，從而為高效的採收排程和物流提供準確的果實成熟度估計 ³⁸。即時監控果實成熟度有助於靈活調整勞動力和採收順序，確保最佳的果實品質並減少損失。

病蟲害與健康監測

異常光譜特徵識別：病害感染會改變植物的生物物理和生化特性，導致其結構、空間和生理發生變化，進而影響其光譜特性，這些變化可以透過高光譜影像識別 ³⁹。異常的光譜特徵可能表明植物患病，甚至在出現可見症狀之前 ⁴⁰。
緊急防治策略：遙測技術能夠早期偵測和監測作物病蟲害的爆發，協助農民及時採取防治措施，防止病原體擴散 ²⁷。精準農業允許根據遙測衍生的田間特定數據，對受影響區域精確施用農藥或生物農藥 ⁴²。
結合地面感測或無人機巡檢提高判斷準確度：結合衛星影像與基於無人機的遙測可以提高數據準確性，並實現更精確的農業實踐，包括病蟲害監測 7。整合來自不同遙測平台和地面感測器的數據可以提高病蟲害偵測的準確性，並為局部處理提供更詳細的資訊。

六、果樹產量與價格預估

產量估算方法與衛星數據整合

分析從衛星影像衍生的植被指數，如NDVI和EVI，可以透過檢查植物高度、生物量和葉綠素含量等因素來預測作物產量 7。對衛星數據進行時間序列分析並與果樹生長模型整合，也可以提高產量預測的準確性 ⁴⁹。

市場價格影響因子與預測

新鮮農產品的市場價格受多種因素影響，包括供需關係、天氣狀況、季節性、生產突發事件、品質、產地、包裝和整體經濟形勢 54。將從衛星數據獲得的預計產量與市場分析和預測分析相結合，可以更準確地預測未來的價格趨勢 ¹。

數據視覺化與決策支援

整合商業智慧（BI）工具與地理資訊系統（GIS），可以創建地圖和儀表板，整合土壤、灌溉、產量、生產成本和利潤數據等重要變數，從而支援更好的季節內決策 ¹。建立一個具有視覺化儀表板和即時警報的「戰情室」，可以為果農和其他利害關係人提供全面的果樹生產和行銷營運概覽，以增強決策支援 ¹。

七、商業應用與商業模式

果樹農場與企業的商業模式：技術供應商提供基於訂閱的衛星數據存取和分析服務，為農民提供平台和工具 ¹。數位農業顧問服務提供解讀衛星數據和實施精準農業策略的專業知識 ¹。衛星數據越來越多地整合到供應鏈管理平台中，以追蹤農產品並確保品質 ¹。
數位農業顧問服務的角色：顧問協助農民理解和利用衛星數據以改進決策 ¹。他們可以根據遙測洞察提供量身定制的精準農業技術實施建議 ¹。顧問服務還可以協助整合各種技術和數據來源，以實現最佳的農場管理 ¹。
供應鏈管理與通路整合：衛星監測作物健康和產量可以優化收穫排程和物流 ¹。區塊鏈技術可以與遙測數據整合，以提高水果供應鏈的可追溯性和透明度 ¹。衛星數據有助於改進水果產品的預測和市場規劃 ¹。
中大型農企與中小農戶的應用差異：技術的前期採購成本可能成為小型農戶的障礙 ¹。政府和集體倡議，例如推動共同平台和補助，有助於擴大小型農戶的應用範圍 ¹。利用公開的衛星數據和簡化的平台可以使小型農戶更容易獲得該技術，並考量其成本效益 ¹。
成功案例分享：海外如美國加州、澳洲等果樹產區之應用實例展示了衛星遙測在不同果樹栽培中的應用 ¹。台灣地區的示範計畫與先行者經驗也提供了寶貴的本土應用案例 ¹。

八、政策管理與公共規劃

政府角色與政策推動：政府在推動農民數位轉型方面扮演關鍵角色，透過提供補助、技術支援和風險管理保險等措施 ¹。考慮擴大現有或新增計畫的財政援助層級，以支持精準農業的採納 ¹⁸。支持分析工具和模型的研發，以量化精準農業的效益和成本 ¹。
衛星遙測在農業登錄與調查上的運用：衛星遙測可應用於農業登錄與調查，例如查核農地使用和作物保險 ¹。建立國家級「精準農業資訊平台」可以提供衛星影像和分析工具 ¹。
公共資源整合與法規：在建立資料共享機制時，需確保農民數據的安全和公平使用，制定數據隱私與使用規範 ¹。與其他國土、環境、氣象部門合作互通數據至關重要 ¹。
農業大數據與永續發展：數據驅動的農業生態系有助於育種改良、疫病防治和區域規劃 ¹。分析農業碳足跡與環境衝擊，是實現永續農業的關鍵 ¹。政府與民間需共同打造長期可持續的農業生態系統。

九、數據整合與技術挑戰

多源資料整合：整合衛星影像、無人機高解析影像、地面感測器和氣象資料等多種來源的數據面臨挑戰 ¹。需要建立統一的數據庫，並確保數據在時間和空間上對齊，以及跨平台的介接 1。數據融合技術對於結合來自不同感測器和平台的數據至關重要 ¹⁰⁶。
模型與演算法：結合深度學習/機器學習對果樹健康和產量進行預測 ¹。建立複合式氣象農業模型，考慮溫度、降雨和土壤水分等因素 ¹。精準建模的主要難點在於區域差異和果樹品種的複雜性 ¹。
設備與維運：感測器與平台的成本與維護是重要的考量因素 1。偏鄉地區的網路基礎建設品質可能影響數據傳輸和即時應用 ¹。衛星影像在空間和時間解析度以及雲覆蓋的影響方面存在精度限制 ¹。

十、未來發展與展望

技術趨勢：未來將出現更高解析度的衛星與星座計畫，包括立方衛星和商業衛星 ¹。AI預測與自動化施作（如自動灑水和追肥機器人）的應用將會擴展 ¹。5G/6G 通訊在農業領域的應用也將更加廣泛 ¹。
市場與商業潛力：全球果樹產業的持續成長將帶動對衛星遙測技術的需求 ¹。預測平台與農業金融服務（如保險和貸款）的整合將提供新的商業價值 ¹。在ESG和綠色金融的要求下，對精準監測和報告的需求將會增加 1。全球遙感衛星市場預計將顯著成長 ¹¹。
政策規劃與產業升級：政府需在法律、資金和教育層面進一步支持智慧農業的發展 ¹。產業協會與科研機構在制定標準和推動技術升級方面扮演重要角色 ¹。與國際組織或區域合作平台交流，推廣台灣經驗 ¹。

十一、結論與建議

衛星遙測技術在果樹智慧農業中展現了巨大的潛力，能夠顯著提升生產效率、合理化資源使用並減少對環境的衝擊。產量與價格預測的潛在商業價值有助於降低市場風險並優化供應鏈。建議台灣在推廣此技術時，可以從高經濟價值的果樹種類和試點區域開始，採取公私協力模式，建立永續的運營機制和持續改進流程。未來的研究應著重於結合多維度資訊，打造全方位的決策支援系統，並持續優化AI模型，擴散全球成功案例。

表：衛星數據在果樹管理中的主要應用

監測參數	使用的衛星數據/指數	效益/應用
土壤濕度	Sentinel-2, Landsat, MODIS	優化灌溉排程，節約用水
植被健康度（NDVI）	Sentinel-2, Landsat, MODIS	早期偵測作物胁迫，評估整體健康狀況
冠層溫度	熱紅外影像	偵測水分胁迫，規劃灌溉
果實大小	高解析度商業衛星影像	預估產量，規劃採收
光譜異常	高光譜影像	早期偵測病蟲害
土壤養分（氮含量）	多光譜/高光譜影像	精準施肥，優化養分管理

參考資料

上一則 返回列表 下一則

AIoT自動化家禽體重計結合人工智慧與物聯網技術，能透過影像辨識計算家禽數量與平均體重，並將數據上傳雲端供即時監控。其功能包括24小時監測、異常警報及高精準度測量，適用於各類家禽。此技術幫助優化飼料管理，降低疾病風險，並提升養殖效率與經濟效益。

聯絡我們

搜尋

洽詢車

你的洽詢車總計 0 件產品

產品型錄洽詢表單

商品搜尋

您可以在這裡搜尋您想了解的產品、廠商

依據歐盟施行的個人資料保護法，我們致力於保護您的個人資料並提供您對個人資料的掌握。
按一下「全部接受」，代表您允許我們置放 Cookie 來提升您在本網站上的使用體驗、協助我們分析網站效能和使用狀況，以及讓我們投放相關聯的行銷內容。您可以在下方管理 Cookie 設定。按一下「確認」即代表您同意採用目前的設定。

管理Cookies 全部接受

隱私權偏好設定中心

查看隱私權政策全部接受

管理同意設定

必要的Cookie

一律啟用

網站運行離不開這些 Cookie 且您不能在系統中將其關閉。通常僅根據您所做出的操作（即服務請求）來設置這些 Cookie，如設置隱私偏好、登錄或填充表格。您可以將您的瀏覽器設置為阻止或向您提示這些 Cookie，但可能會導致某些網站功能無法工作。

功能的Cookie

這些 Cookie 允許提供增強功能和個性化內容，如視頻和實時聊天。我們或我們已將其服務添加至我們頁面上的第三方提供者可以進行設置。如果您不允許使用這些 Cookie，則可能無法實現部分或全部功能的正常工作

行銷的Cookie

行銷 Cookie 能用來追蹤訪客造訪網站的歷程。目的是用來顯示與個別使用者相關或吸引他們的廣告，因此對發佈者或第三方廣告商而言比較重要。

定向 Cookie
這些 Cookie 由廣告合作夥伴通過我們的網站進行設置。這些公司可能利用 Cookie 構建您的興趣分佈圖並向您展示其他網站上的相關廣告。它們只需識別您的瀏覽器和設備便可發揮作用。如果您不允許使用這些 Cookie，您將不能體驗不同網站上的定向廣告。

社交媒體 Cookie
這些 Cookie 由我們已添加到網站上的一系列社交媒體服務設置，使您能夠與朋友和網絡共享我們的內容。它們能夠通過其他網站跟踪您的瀏覽器並構建您的興趣分佈圖。這可能會影響您在訪問其他網站時所查看的內容和消息。如果您不允許使用這些 Cookie，您可能無法使用或查看這些共享工具。

確認選擇