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無人機高光譜成像技術(shù)對農(nóng)作物被病蟲危害應(yīng)用
閱讀：889 發(fā)布時間：2019-7-11
遙感技術(shù)以其方便、快捷、實時性、周期性等優(yōu)點，越來越廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)當(dāng)中，并逐漸成為農(nóng)業(yè)遙感應(yīng)用的重要前沿技術(shù)手段之一。高光譜遙感又稱成像遙感，主要是指在電磁波譜的紫外、可見光、近紅外和中紅外區(qū)域獲取許多非常窄且光譜連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)技術(shù)，高光譜遙感技術(shù)的出現(xiàn)也使得采用遙感技術(shù)監(jiān)測農(nóng)作物病蟲害成為可能；高光譜遙感技術(shù)能準確獲得作物病蟲害發(fā)生、發(fā)展的定性和定量空間分布信息，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策者在病蟲害未對農(nóng)作物造成嚴重危害時采取一定的預(yù)防措施提供數(shù)據(jù)支撐。也為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理部門政策實施提供科學(xué)支持。。
植物的光譜特性是植物在生長過程中與環(huán)境因子(包括生物因子和非生物因子)相互作用的綜合光譜信息。病蟲害對農(nóng)作物生長造成的影響主要有兩種表現(xiàn)形式，即農(nóng)作物外部形態(tài)的變化和內(nèi)部生理變化。
1.外部形態(tài)變化包括有落葉、卷葉，葉片幼芽被吞噬，枝條枯萎，導(dǎo)致冠層形狀發(fā)生變化。
2.內(nèi)部生理變化則表現(xiàn)于葉綠素組織遭受破壞，光合作用，養(yǎng)分水分吸收、運輸、轉(zhuǎn)化等機能衰退。
無論是形態(tài)的(生物物理參數(shù))或生理的（生物化學(xué)參數(shù))變化，都必然導(dǎo)致作物光譜特征發(fā)生變化，特別是紅色區(qū)和近紅外區(qū)光譜特征的變化。受害作物的光譜特性與健康作物的光譜特性相比，某些特征波長的值總會發(fā)生不同程度的變化。高光譜分辨率高，并具有波段多、信息量豐富的特點其數(shù)據(jù)是3維圖譜形式——空間信息、輻射信息和光譜維信息，其中光譜維的信息正是普通光學(xué)遙感所欠缺的。采用高光譜技術(shù)進行農(nóng)業(yè)病蟲害監(jiān)測主要是利用其光譜維的相關(guān)信息對感染病蟲害的農(nóng)作物進行分析研究。
農(nóng)作物光譜維方向的特征信息主要集中在作物葉片中生物化學(xué)成分的變化而形成的吸收波形處，通過對采集的作物光譜數(shù)據(jù)進行相關(guān)的處理分析，可以反映出作物內(nèi)部物質(zhì)的吸收波形變化，即作物的各種生化組分的吸收光譜信息。因此通過監(jiān)測受害作物各種生物物理和生物化學(xué)參數(shù)變化(特別是植物生化組分的變化)，研究和利用受害作物生物物理和生物化學(xué)參數(shù)的變化引起的相應(yīng)的光譜特性變異信息，可以探測到病蟲害的早期危害，定量地分析病蟲害的危害程度，為大規(guī)模監(jiān)測農(nóng)作物病蟲害發(fā)生情況及發(fā)展動向提供及時、可靠的依據(jù)。