冬小麦灌浆期蚜虫危害高光谱特征研究_罗菊花

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1、第27卷第7期农业工程学报Vol.27No.72152011年7月TransactionsoftheCSAEJul.2011冬小麦灌浆期蚜虫危害高光谱特征研究1,2411※132罗菊花，黄木易，赵晋陵，黄文江，张竞成，董莹莹，王锦地（1.北京师范大学地理学与遥感科学学院遥感科学国家重点室验室，北京100875；2.国家农业信息化工程技术研究中心，北京100097；3.浙江大学农业遥感与信息技术应用研究所，杭州310029；4.安徽建筑工业学院环境与能源工程学院，合肥230601）摘要：为了有效控制农业生产中麦蚜的危害，提高

2、利用遥感技术对麦蚜监测预报的时效性，在冬小麦蚜虫发生的关键生育时期（灌浆期），获取了26个地面调查点的蚜害等级和冠层光谱数据。对比分析了不同蚜害等级的冠层光谱，发现随着蚜虫危害程度的加重，在可见光、近红外和短波红外波段的冬小麦冠层反射率均逐渐减小。通过进一步筛选各波段范围的最敏感波段，初步构建了冬小麦蚜害高光谱指数，并建立了蚜害高光谱指数与蚜害等级的遥感反演模型。结果表明，该模型可以用来反演灌浆期冬小麦的蚜害等级，为高光谱遥感识别和监测冬小麦灌浆期蚜虫危害提供理论依据。关键词：光谱分析，模型，监测，冬小麦，蚜害等级，蚜害高

3、光谱指数doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2011.07.038中图分类号：O657.3,S127文献标志码：A文章编号：1002-6819(2011)-07-0215-05罗菊花，黄木易，赵晋陵，等.冬小麦灌浆期蚜虫危害高光谱特征研究[J].农业工程学报，2011，27(7)：215－219.LuoJuhua,HuangMuyi,ZhaoJinling,etal.Spectrumcharacteristicsofwinterwheatinfectedbyaphidinfillingstage[J]

4、.TransactionsoftheCSAE,2011,27(7):215－219.(inChinesewithEnglishabstract)[12-13]间的关系，并构建了蚜虫指数（aphidindex，AI）；Yang0引言Z.等利用遥感技术，在温室环境下对受麦二叉蚜和俄罗斯麦蚜是中国小麦产区的主要害虫，每年发生面积占蚜虫危害的小麦进行了识别研究,发现基于800/450nm和总面积的90%以上，以成虫和幼虫吸取小麦汁液危害小950/450nm构建的植被指数能够很好的区分受2种蚜虫麦，此外，蚜虫排出的蜜露，落在麦叶片上

5、，严重地影[14-15]危害的小麦。在中国，何国金等提出冬小麦蚜虫灾响其光合作用，进而造成小麦减产，常年可使小麦减产害遥感监测的植物生理学依据，并证明冬小麦的反射光[1]8%以上，严重发生年份减产高达20%～30%。根据麦谱指数RVI（ratiovegetationindex）值监测麦蚜的可行性，蚜危害程度不同测得的千粒质量比未受害小麦下降并给出了确定冬小麦蚜虫防治点即百株蚜量500头左右7.8%～34.6%。麦蚜造成小麦减产的同时，也严重危害小[16]的RVI值的方法；乔红波等研究了冬小麦蚜虫危害初麦的营养品质，使小麦面

6、粉中的粗蛋白，水解蛋白氨基[17]期不同蚜量的冬小麦冠层光谱特征。[2]酸，维生素B及维生素C的含量下降。为了有效控制以上研究大多是对冬小麦蚜虫危害初期的光谱响应麦蚜的危害，及时、准确、大面积地监测和预测麦蚜的和光谱特征展开的研究，然而，在麦蚜危害盛期（冬小发生情况是有效开展防治工作的前提。遥感技术的应用麦灌浆期），蚜虫分泌的大量蜜露及吸附物质可能会导可提高麦蚜测报的手段，提高麦蚜监测预报的时效性。致小麦冠层光谱特征与蚜虫危害早期的光谱特征有差遥感技术在农业及农业病虫害监测及预测预报中的异。因此，本研究在冬小麦灌浆期获取不

7、同蚜害等级及应用日益广泛，国内外利用遥感技术监测麦蚜的研究已健康小麦的冠层光谱，一方面分析比较不同蚜害程度与[3-10]有初步进展。在国外，Riedell等在室内研究了俄罗健康小麦的冠层光谱特征；另一方面根据不同蚜害程度斯麦蚜和麦二叉蚜危害后的小麦叶片反射光谱特征，并的冬小麦在光谱上的响应特征构建蚜害高光谱指数确定了2种蚜虫最敏感的叶片反射光谱波段范围为625～(aphiddamagehyperspectralindex,ADHI)，并建立蚜害等[11]635nm和680～695nm；Mirik等研究了受俄罗斯蚜虫级与AD

8、HI的模型。危害的小麦冠层反射率特征及敏感光谱植被指数与蚜量之1材料与方法收稿日期：2010-10-08修改日期：2011-06-031.1试验地概况资助项目：国家“863”计划（2010AA10Z201）；农业部行业科技项目试验于2010年春季在北京市昌平区小汤山国家精准（200903010，2010