遙感技術以其方便、快捷、實時性、周期性等優點,越來越廣泛應用于農業生產各個環節當中,并逐漸成為農業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、近紅外和中紅外區域獲取許多非常窄且光譜連續的圖像數據技術,高光譜遙感技術的出現也使得采用遙感技術監測農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生、發展的定性和定量空間分布信息,為農業生產決策者在病蟲害未對農作物造成嚴重危害時采取一定的預防措施提供數據支撐。也為農業生產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。病蟲害對農作物生長造成的影響主要有兩種表現形式,即農作物外部形態的變化和內部生理變化。
1.外部形態變化包括有落葉、卷葉,葉片幼芽被吞噬,枝條枯萎,導致冠層形狀發生變化。
2.內部生理變化則表現于葉綠素組織遭受破壞,光合作用,養分水分吸收、運輸、轉化等機能衰退。
無論是形態的(生物物理參數)或生理的(生物化學參數)變化,都必然導致作物光譜特征發生變化,特別是紅色區和近紅外區光譜特征的變化。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據是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業病蟲害監測主要是利用其光譜維的相關信息對感染病蟲害的農作物進行分析研究。
農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據進行相關的處理分析,可以反映出作物內部物質的吸收波形變化,即作物的各種生化組分的吸收光譜信息。因此通過監測受害作物各種生物物理和生物化學參數變化(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,為大規模監測農作物病蟲害發生情況及發展動向提供及時、可靠的依據。
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