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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)。
 

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