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無人機高光譜成像技術對農(nóng)作物被病蟲危害應用
閱讀：922 發(fā)布時間：2019-7-11
遙感技術以其方便、快捷、實時性、周期性等優(yōu)點，越來越廣泛應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)當中，并逐漸成為農(nóng)業(yè)遙感應用的重要前沿技術手段之一。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，高光譜遙感技術的出現(xiàn)也使得采用遙感技術監(jiān)測農(nóng)作物病蟲害成為可能；高光譜遙感技術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（生物化學參數(shù))變化，都必然導致作物光譜特征發(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遙感所欠缺的。采用高光譜技術進行農(nóng)業(yè)病蟲害監(jiān)測主要是利用其光譜維的相關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參數(shù)的變化引起的相應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)。