NISAR 任務將有助於繪製農作物地圖，並在整個生長季節中追蹤農作物的生長情況。 衛星利用合成孔徑雷達，既能觀測小塊農田，又能監測廣大地區的趨勢，收集資料為農業決策提供基礎。

NISAR衛星將提供高解析度、經常更新的作物和土壤濕度雷達數據，從而徹底改變全球農業。這項突破將使農民和決策者能夠以前所未有的精度優化種植計劃、灌溉和資源分配。 與傳統衛星不同，NISAR 的雙頻雷達可以穿透雲層和作物冠層，深入了解生物量、土壤濕度和植物健康。

今年發射的NISAR（NASA-ISRO合成孔徑雷達）衛星將提供強大的資料流，為美國和全世界的農民提供支援。 該任務由美國國家航空暨太空總署（NASA）和印度太空研究組織（ISRO）共同開發，將追蹤作物從播種到收穫的整個生長過程，提供重要的洞察力，幫助農民優化播種計劃、改善灌溉並充分利用時間。

NISAR配備了合成孔徑雷達，將分析農作物的物理特性，測量植物和土壤的濕度。 雖然它具有監測小塊農地的精度，但其最大的優勢在於能夠頻繁、大規模地覆蓋農業地區。

NISAR 將每兩週提供一次全球耕地地圖。 觀測將不受天氣影響，並提供有關影響國際糧食安全的大規模趨勢的最新資訊。 資料來源：NASA/JPL-加州理工學院規模化精準農業

這顆衛星將每12 天兩次捕捉地球上幾乎所有陸地的影像，其解析度能夠探測到小到30 英尺（10 公尺）寬的地塊。 這種詳細程度將使用戶能夠追蹤單一農場一周到一周的變化，或放大觀察整個地區的趨勢。 這種全面的視角對於決策者和農業管理者在作物生產和資源分配方面的決策非常有價值。

例如，利用NISAR 的數據，決策者可以估算出一個地區的水稻秧苗播種時間，並在整個季節中追蹤它們的高度和開花情況，同時還能隨著時間的推移監測秧苗和水田的濕度。 不健康的作物或更乾燥的稻田可能預示著需要改變管理策略。

「這一切都與資源規劃和優化有關，在作物方面，時機非常重要： 何時是播種的最佳時機？ 何時是灌溉的最佳時機？”NISAR 科學小組成員、東蘭辛密西根州立大學農業工程研究員 Narendra Das 說：”這就是整個遊戲的關鍵所在。”

如圖所示，NISAR 是NASA-ISRO 合成孔徑雷達的簡稱，標誌著美國和印度太空機構首次合作開發地球觀測任務的硬體。 它的兩個雷達系統將每12 天兩次監測地球上幾乎所有陸地和冰面的變化。 圖片來源：NASA/JPL-Caltech

NISAR 將於今年從印度太空研究組織位於印度東南海岸的Satish Dhawan 航太中心發射升空。 投入運作後每天將為包括農業在內的眾多領域的研究人員和使用者提供約80 TB 的資料產品。

幾十年來，衛星一直被用於大規模作物監測。 由於微波可以穿過雲層，因此雷達在雨季觀測農作物的效果優於熱成像和光學成像等其他技術。 NISAR衛星將是第一顆採用兩種頻率（L波段和S波段）的雷達衛星，這將使它能夠比使用一種頻率的單一儀器觀測到更廣泛的地表特徵。

歐洲哨兵-1合成孔徑雷達衛星計畫在2017 年收集的數據顯示了佛羅裡達州奧基喬比湖東南部地區農田的變化。 田地中的顏色表示各種作物處於生長和收穫週期的不同階段。 NISAR 將以L 波段和S 波段雷達頻率收集類似資料。圖片來源：歐空局；處理與視覺化由Earth Big Data LLC 提供

任務雷達發出的微波將能夠穿透玉米、水稻和小麥等作物的冠層，然後從下面的植物莖稈、土壤或水中彈回感測器。 透過這些數據，使用者可以估算出一個地區地面上植物物質（生物量）的品質。 透過解讀一段時間內的數據並將其與光學圖像結合，使用者將能夠根據生長模式區分作物類型。

此外，NISAR 的雷達還將測量訊號從地表彈回衛星後極化（或垂直和水平方向）的變化。 這將使一種稱為極化測量的技術成為可能，該技術應用於數據後，將有助於識別農作物，並以更高的準確性估算農作物產量。

“NISAR的另一個超強功能是，當其測量數據與傳統衛星觀測數據（尤其是植被健康指數）相結合時，將大大增強作物信息，”負責監督NASA水資源和農業研究計劃的Brad Doorn補充說。

NISAR 衛星提供的高解析度數據可用於農業生產率預測，這些數據可顯示哪些作物正在生長以及生長情況如何。

印度太空研究組織位於艾哈邁達巴德的太空應用中心的農業應用負責人比馬爾-庫馬爾-巴塔查里亞說：”印度政府–或世界上任何國家的政府–都希望以非常精確的方式了解作物種植面積和產量估計。NISAR的高重複時間序列數據將非常非常有用。”

NISAR 衛星還能幫助農民測量土壤和植被中的含水量。 一般來說，較濕潤的土壤往往會比較乾燥的土壤返回更多訊號，在雷達圖像中顯示得更明亮。 植物水分也有類似的關係。

這些功能意味著，NISAR 可以估算作物在生長季節的含水量，幫助確定作物是否缺水，還可以利用從地面散射回來的訊號來估算土壤濕度。

土壤水分資料有可能讓農業和水資源管理者了解耕地對熱浪或乾旱的反應，以及耕地吸收水分和雨後變乾的速度–這些資訊可以為灌溉規劃提供支持。

紐約州伊薩卡康奈爾大學地球科學研究員、NISAR 科學團隊土壤濕度負責人羅威娜-羅曼（Rowena Lohman）說：”考慮糧食安全和資源去向的資源管理者將能夠利用這類數據對整個地區有一個整體的認識。”

NASA-ISRO合成孔徑雷達（NISAR）衛星是一項開創性的地球觀測任務，標誌著NASA和ISRO在飛行硬體方面的首次合作。 NISAR 設計用於以無與倫比的精度監測地球陸地和冰面的變化，具有L 波段和S 波段雙頻雷達，可捕捉環境變化、自然災害和氣候影響的詳細圖像。

美國國家航空暨太空總署噴射推進實驗室（JPL）領導此計畫的美國部分，提供L 波段合成孔徑雷達、雷達反射天線、可部署吊桿、高速通訊子系統、GPS接收器、固態記錄器和有效載荷資料子系統。 美國太空總署戈達德太空飛行中心負責管理近太空網絡，該網絡將接收L 波段資料。

印度太空研究組織太空應用中心開發了S 波段合成孔徑雷達，UR Rao 衛星中心提供了太空船匯流排。 這次飛行任務將由維克拉姆-薩拉巴伊太空中心的運載火箭發射，發射服務將在薩蒂什-達萬太空中心進行。 進入軌道後，將由印度太空研究組織遙測、追蹤和指揮網路（ISTRAC）管理運行，國家遙感中心（NRSC）負責S 波段資料的接收和分發。

透過將兩個機構的先進雷達技術結合，NISAR 將為地球表面的變化提供有價值的洞察力，為災害應變、環境監測和氣候研究提供支援。

編譯自/ ScitechDaily