麦蚜、白粉病危害后冬小麦冠层高光谱的测量与分析

摘要

高光谱遥感以其较多的波段和丰富的数据为遥感在农业中的应用注入了新的活力,应用高光谱遥感对作物生长状况和病虫害发生为害进行监测是农业遥感的重要研究内容.该文于2003、2004年使用便携式光谱仪对郑州、北京地区不同程度麦蚜、白粉病为害后的冬小麦冠层高光谱进行了测量和分析.在不同生育期内对不同为害水平的冬小麦麦蚜、白粉病冠层光谱进行测定,并同步调查白株蚜量和白粉病病情指数,定性和定量地分析了麦蚜、白粉病为害后小麦冠层光谱在绿光区、黄光区和近红区反射特性差异,并将归一化植被指数(NDVI)分别和白株蚜量、白粉病病情指数进行相关及同归分析,而且对影响光谱测量的因素进行了初步地探讨.研究结果表明:绿光区、近红外平台和黄光区处的冠层光谱反射率分别随百株蚜量和病情指数的增加呈明显的下降、下降与上升趋势,且差异显著.对冠层光谱反射率曲线进行波形分析,微分结果表明,不同虫情、病情反射率的一阶导数变化明显,红边位移不是很显著.归一化植被指数(NDVI)和百株蚜量、白粉病病情指数相关关系显著.天气条件、叶片湿度、仪器高度、太阳高度角和小麦品种对光谱测量影响较大.该研究为今后通过航天、航空遥感大面积监测冬小麦麦蚜、白粉病提供了理论依据.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章引言

1.1遥感监测农作物病虫害的原理

1.2遥感监测农作物病虫害的研究现状

1.2.1对农作物病虫害产生的为害的遥感

1.2.2对昆虫本身的遥感

1.2.3对农作物病虫害发生条件的遥感监测

1.3高光谱遥感发展现状

1.3.1高光谱遥感发展历程

1.3.2植被的典型光谱特征基础

1.3.3高光谱遥感的优势

1.3.4高光谱遥感监测病虫害的原理

1.4本试验的目的和意义

1.4.1实验目的

1.4.2实验意义

1.5.实验设计

第二章光谱测量仪器与方法

2.1光谱仪的选用

2.2光谱测量规范

2.2.1仪器的检验与标定

2.2.2观测时间与气象条件

2.2.3测量人员着装与操作程序

2.3 ASD HandHeld操作步骤

2.4光谱测量方法

第三章麦蚜对小麦冠层光谱特性影响

3.1材料与方法

3.1.1试验材料

3.1.2光谱测量方法

3.1.3数据处理

3.2结果与分析

3.2.1健康小麦冠层的基本光谱反射率特征

3.2.2不同时期健康小麦光谱特征

3.2.3麦蚜不同程度为害时小麦光谱冠层反射曲线分析

3.2.4小麦群体反射率一阶导数光谱在麦蚜发生时的变化

3.2.5不同程度蚜虫为害后小麦植被指数的变化

3.2.6麦蚜为害后小麦冠层光谱敏感波段的选择

3.3结论与讨论

第四章小麦白粉病对小麦冠层光谱特性的影响

4.1材料与方法

4.1.1材料

4.1.2接种方法

4.1.3田间调查

4.1.4光谱测量和数据处理

4.2结果与分析

4.2.1不同生育期和发病时的光谱特征

4.2.2不同病情指数时小麦冠层光谱反射率的变化

4.2.3不同病情指数小麦冠层光谱反射率一阶导数的变化

4.2.4不同病情指数时小麦冠层植被指数的变化

4.2.5白粉病为害后小麦冠层光谱敏感波段选择

4.3结论与讨论

第五章影响光谱测量的因子

5.1材料与方法

5.1.1试验材料

5.1.2光谱测量方法

5.1.3数据处理

5.2结果与分析

5.2.1天气条件对光谱测量的影响

5.2.2仪器高度对光谱测量的影响

5.2.3太阳高度角对光谱测量的影响

5.2.4叶片湿度对光谱测量的影响

5.2.5不同小麦品种对光谱测量的影响

5.3结论与讨论

第六章总结论

6.1主要研究结论

6.1.1麦蚜为害对小麦冠层反射率的影响

6.1.2白粉病为害对小麦冠层反射率的影响

6.1.3影响光谱测量的因素

6.2高光谱在病虫害预测预报上的应用展望

6.3下一步工作设想

参考文献

附1

附2

附3

致谢

作者简历