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蟲災來襲 高光譜遙感織起監測天網
2020年04月17日 09:04:10
來源：儀器網 點擊量：4504
面對嚴峻的病蟲害形勢，我國在3月份通過了《農作物病蟲害防治條例(草案)》，從蟲情監測預報、蟲害預防控制以及應急處置等方面做出全面的防止安排。其中蟲情監測是做好蟲害預防控制的基礎和前提。布置更多監測儀器設備、加強監測網絡建設，是蟲害防治的第一步。
【化工儀器網 行業動態】不久之前，一場大規模的沙漠蝗災席卷西非、東非、西亞以及南亞的大部分地區，直逼我國邊境。雖然沙漠蝗暫時還未入侵我國，但第二波蝗災已經在非洲爆發，數量翻了大約20倍的沙漠蝗將對更多地區造成威脅，我國依然存在很大的蝗蟲入侵風險。而此時，隨著氣溫逐漸回升，沉寂了一個冬天的草地貪夜蛾卷土重來，迅速蔓延至我國云南、廣東、海南等多個省區，威脅著我國的糧食安全。
面對嚴峻的病蟲害形勢，我國在3月份通過了《農作物病蟲害防治條例(草案)》，從蟲情監測預報、蟲害預防控制以及應急處置等方面做出全面的防止安排。其中蟲情監測是做好蟲害預防控制的基礎和前提。布置更多監測儀器設備、加強監測網絡建設，是蟲害防治的第一步。
傳統的監測方式依賴植保人員的現場調查統計，不僅覆蓋面積有限、效率很低，而且調查結果的可靠性很大程度上取決于植保人員的專業能力，容易出現誤差。目前，以遙感技術、GIS技術、農業物聯網以及農業大數據等技術為基礎的現代農業病蟲害監測技術已經成為人工監測的重要補充，而且正在逐漸取代人工監測。其中，高光譜遙感技術是技術較為成熟，應用較為廣泛的現代農業病蟲害監測技術。
高光譜遙感即高光譜分辨率遙感，其光譜的波譜寬度通常小于10nm。高光譜遙感可以同時掃描獲取數量眾多發熱光譜波段，從目標物體上獲取相關的數據，這些數據可形成一條完整而且連續的光譜曲線，具有很高的分辨率，非常有利于地物的精細識別和分類。
當作物遭受病蟲害威脅時生理信息會發生變化，例如水分和色素量(如葉綠素、類胡 蘿卜素和花青素)含量下降、病斑和蟲傷導致葉片形狀和顏色發生變化，反應在光譜上就是作物會在不同波段上表現出差異性的吸收和反射特性。不同的病蟲害導致的癥狀不同，在光譜上的響應也有不同特征。根據光譜遙感數據的變化特征就可以監測特定的病蟲害。與常規光學遙感技術相比，高光譜遙感擁有更高的光譜分辨率，能夠探測到植被光譜曲線在某些特定波段下的細節信息，還可以同時獲取圖像信息，因此可以做出更準確的病蟲害監測。
此外，農業害蟲的繁殖需要合適的環境條件，如土壤濕度、地表溫度等。高光譜遙感可以獲取這些環境信息，輔助蟲害監測預報。
然而高光譜遙感目前還存在一些問題，例如，不同病蟲害產生的癥狀可能具有相同或相似的光譜特征，同一種病蟲害也可能具有不同的光譜特征，可能會導致判斷失誤。另外，高光譜遙感在具有高分辨率的同時也帶來了極大的數據量，對數據儲存和處理都有較高的要求。而且高光譜遙感需要的光譜濾波器、傳感器、探測器等儀器設備的技術要求較高，相應的成本也比較高，不利于高光譜遙感的推廣使用。
今年我國面臨著草地貪夜蛾的威脅，還要應對沙漠蝗入侵的風險，兩大蟲災都曾在非洲造成嚴重的糧食危機。在這種情況下，蟲情監測網絡承擔了很大的壓力和考驗。高光譜遙感作為一種有著很大潛力的監測技術，將得到更廣泛的應用。它存在的問題，也需要研究人員加快研究步伐，盡快解決，以便更好地應對這場病蟲害危機。
編輯點評：病蟲害是農業生產的一大“克星”。以蝗蟲為例，當鋪天蓋地、密密麻麻的蝗蟲過境時，所形成的的高密度蝗群危害往往能讓農民一年的辛苦全部打水漂。麻煩的是，現在我們沒有什么特效手段，可以快速制裁蝗蟲。也正是因為如此，我們要加強蟲害進行前期監測，為蟲害預防提供技術支持，以較少蟲害大面積形成的可能性。
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