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无人机高光谱成像技术对农作物被病虫危害应用

来源:大川光学股份有限公司   2019年07月11日 08:38  
      遥感技术以其方便、快捷、实时性、周期性等优点,越来越广泛应用于农业生产各个环节当中,并逐渐成为农业遥感应用的重要前沿技术手段之一。高光谱遥感又称成像遥感,主要是指在电磁波谱的紫外、可见光、近红外和中红外区域获取许多非常窄且光谱连续的图像数据技术,高光谱遥感技术的出现也使得采用遥感技术监测农作物病虫害成为可能;高光谱遥感技术能准确获得作物病虫害发生、发展的定性和定量空间分布信息,为农业生产决策者在病虫害未对农作物造成严重危害时采取一定的预防措施提供数据支撑。也为农业生产管理部门政策实施提供科学支持。。
  植物的光谱特性是植物在生长过程中与环境因子(包括生物因子和非生物因子)相互作用的综合光谱信息。病虫害对农作物生长造成的影响主要有两种表现形式,即农作物外部形态的变化和内部生理变化。
  1.外部形态变化包括有落叶、卷叶,叶片幼芽被吞噬,枝条枯萎,导致冠层形状发生变化。
  2.内部生理变化则表现于叶绿素组织遭受破坏,光合作用,养分水分吸收、运输、转化等机能衰退。
  无论是形态的(生物物理参数)或生理的(生物化学参数)变化,都必然导致作物光谱特征发生变化,特别是红色区和近红外区光谱特征的变化。受害作物的光谱特性与健康作物的光谱特性相比,某些特征波长的值总会发生不同程度的变化。高光谱分辨率高,并具有波段多、信息量丰富的特点其数据是3维图谱形式——空间信息、辐射信息和光谱维信息,其中光谱维的信息正是普通光学遥感所欠缺的。采用高光谱技术进行农业病虫害监测主要是利用其光谱维的相关信息对感染病虫害的农作物进行分析研究。
  农作物光谱维方向的特征信息主要集中在作物叶片中生物化学成分的变化而形成的吸收波形处,通过对采集的作物光谱数据进行相关的处理分析,可以反映出作物内部物质的吸收波形变化,即作物的各种生化组分的吸收光谱信息。因此通过监测受害作物各种生物物理和生物化学参数变化(特别是植物生化组分的变化),研究和利用受害作物生物物理和生物化学参数的变化引起的相应的光谱特性变异信息,可以探测到病虫害的早期危害,定量地分析病虫害的危害程度,为大规模监测农作物病虫害发生情况及发展动向提供及时、可靠的依据。
 

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