在所有「生命体征」中,与人类生计关系最直接的,或许是土壤水分。它决定着播种的时机、灌溉的节奏与最终的产量。而 Eyes on the Earth 所汇聚的数据,恰好把这条从太空到田垄的链路,串成了一个完整的闭环。
2015 年发射的 SMAP(土壤水分主被动探测)卫星,是这条链路的核心。它同时搭载 L 波段雷达与辐射计,并展开了当时太空中最大的旋转网状天线,能够探测土壤最上层约 5 厘米的含水量,每两到三天就把全球扫描一遍;再借助水文模型,进一步推算出根区(地表以下约 1 米)的水分状况。正如研究者所言,土壤水分是关乎农业产量与生产力的重要信息——SMAP 让这份信息第一次有了全球尺度的实时底图。
如果说 SMAP 关注表层,那么 GRACE 卫星则用「称重」的方式看穿地下。它通过探测地球重力场的微小变化,反演出水在地表与地下的重新分布——当某地地下水枯竭、质量减少,卫星轨道便会随之发生极其细微的偏移。基于这一原理,科学家每周生成地下水、根区土壤水分与表层土壤水分的干旱指标,并纳入美国干旱监测体系,为农业旱情预警提供支撑。
观测数据若停留在科研论文里,价值便难以兑现。为此,美国农业部国家农业统计局联合乔治梅森大学与 NASA,开发了名为 Crop-CASMA 的网页工具,把 SMAP 的土壤水分与 MODIS 的植被状况数据整合起来,绘制成全美范围的高分辨率地图。它被特意设计得「零门槛」:农户、研究者、统计人员乃至学生,都能圈选一块区域、导出 PDF 地图,或下载数据接入自己的模型,用于春播规划、灾后评估与作物长势追踪。值得一提的是,SMAP 也是 NASA 首个设立正式「应用计划」与「早期采纳者计划」的任务——把「谁来用、怎么用」写进了任务设计本身。
在更宏观的层面,由马里兰大学牵头的 NASA Harvest 联盟,把对地观测数据系统性地引入全球粮食安全议题。它联合公私各方,利用卫星监测作物健康、预测产量、评估农业风险,为农户与决策者提供及时、可操作的洞见;其国内版 NASA Acres 则聚焦美国本土的精准农业与资源管理。面对人口增长、极端天气、供应链中断与市场波动,这些项目试图用「天上的视角」增强地面粮食系统的韧性。
2025 年发射的 NISAR(NASA–ISRO 合成孔径雷达)卫星,为农业观测翻开了新的一页。它是首颗同时采用 L 波段与 S 波段双频的雷达卫星,能穿透云层、在雨季照常成像;每 12 天就把几乎所有陆地扫描两遍,分辨率可细到约 10 米。这意味着,用户既能放大观察一小块农田的周变化,也能缩小俯瞰成千上万个农场的宏观趋势。
NISAR于2025年7月30日启动,并已成功完成调试阶段和科学阶段的数据采集工作。目前,校准验证工作正在进行中,针对整个观测计划的完整校准版NISAR PROVISIONAL产品现已向公众开放。
此外,现在可以通过印度空间研究组织(ISRO)的Bhoonidhi数据中心访问部分NISAR S波段样本数据产品。此次发布的S波段产品包括基于NISAR在2026年1月和2月采集的数据生成的RSLC、GSLC和GCOV产品。更多信息请访问Bhoonidhi NISAR任务网站。
数据体量一瞥:NISAR 投入运行后,预计每天产出约 80 TB 的数据产品,覆盖包括农业在内的众多领域——微波雷达在多云、多雨条件下的观测优势,让它成为保障国际粮食安全的独特一环。