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遥感监测作物病虫害: 跨学科研究
发表时间:2018-11-01 10:51:36点击:1460
来源:北京博普特科技有限公司
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遥感是一门涵盖遥感科学、光学、数学、计算机科学、农学、植物营养学等多学科交叉互补的创新学科,利用多光谱和高光谱等数据可建立病虫害遥感监测预警和损失评估技术体系,实现了灾前预警—灾中监测—灾后评估的全链条农业信息服务。
据联合国粮农组织估计,全每年由病虫害导致的粮食减产约占总产量的1/4,中国每年因作物病虫害导致的粮食损失约400亿千克,占粮食总产量的8.8%,病虫害已成为威胁粮食有效、制约农业生产的重要因素之一。 “十三五”期间,农业农村部要求农药施用零增长,这为如何大面积、快速实现作物病虫害发生程度和发生面积的监测预警提出了较为严峻的挑战。
遥感相对于传统病虫害田间调查技术手段而言,能够有效、客观地在大尺度上对作物病虫害发生发展状况进行动态监测,对于病虫害及时、有效和科学防控具有重要意义。明确不同作物病害、虫害遥感典型光谱特征和敏感波段,建立作物病虫害遥感监测光谱数据库,与作物长势状况、空间分布、地表温度、降雨等多源遥感反演结果和作物病虫害预测模型相结合,就能实现大区域作物病虫害遥感监测和预测预报。”
较关键的问题之一是建立模型。例如建立叶片和冠层尺度的小麦、水稻、玉米、棉花等作物主要病虫害高光谱、多光谱遥感监测模型;综合考虑作物长势和温度、湿度等环境因素,建立了作物病虫害遥感监测和预测模型;系统提出了作物病虫害灾前预警、灾中监测和灾后损失评估方法。
植被定量遥感研究不能只靠遥感来解决问题,应拓宽思路,综合光学、数学、计算机科学、农学、植物营养学等多学科知识,开展较为广泛且深入的科学探索。植被定量遥感团队以陆表植被为研究对象,围绕植被定量遥感原理、植被辐射传输机理、植被与地表参数作用机制及植被定量遥感应用等主题开展研究,并在植被遥感机理、农业遥感、森林遥感、草地遥感、生态遥感等方面取得了一系列理论和应用研究成果。
中科院地理所黄文江团队针对当前农情监测以定性为主,监测精度无法实现定量的有效变量肥水药管理等难题,团队改进了作物冠层内光合有效辐射垂直分布模型,提出了基于多时相和核驱动机理模型结合的作物株型遥感识别方法,建立了植株氮素、叶绿素、类胡萝卜素和水分遥感诊断模型,提出了利用类胡萝卜素和叶绿素比值监测作物养分亏缺状况的新方法与遥感监测模型。
“面向农业有效管理迫切需求,我们将遥感‘面状信息’与地面‘点状信息’有机融合,在县域、农场和田块等多种尺度上开展了面向农业有效变量肥水管理和产量预测研究,提出了光谱数据和作物生长模型同化的作物有效变量施肥与效益评价方法,以及长势监测和产量预测模型。”黄文江说。
在科技成果转化方面,团队通过提供专题图和遥感监测预测报告等多种模式,了空间信息技术在作物生产布局、有效施肥、变量灌溉决策、病虫防治等方面的应用。
北京博普特科技有限公司是法国Hiphen公司多光谱测量系统中国区代理,该Airphen多光谱系统广泛应用于作物病虫害和生态遥感研究。