[01816920]作物病虫害遥感监测关键技术研究及应用

病虫害是粮食生产中的重要威胁之一,每年因病虫害造成的产量损失10-20%左右。目前,病虫害的监测还依赖于人工调查,其效率低且易受主观影响,造成病虫测报信息滞后、防控不及时和品质降低等问题。 遥感具有快速、宏观、高效、无损等特点,利用星-天-地平台,结合大数据、机器学习等技术,提高病虫害监测预警效率,为病虫害防控提供信息支撑。主要技术内容包括： （1）提示明晰作物病虫害为害遥感监测光谱响应机理。从叶片和冠层尺度,利用统计分析、神经网络、支持向量机等技术,筛选出小麦白粉病、蚜虫、全蚀病、赤霉病 等病虫害敏感波段,提示明晰不同病虫害的光谱响应机理 ,构建病虫为害程度与光谱关系模型,为其无损监测提供理论基础。 （2）建立星-天-地病虫害遥感监测技术体系。根据病虫害发生流行机理,结合气象因子,利用地面光谱仪、无人机平台和卫星平台等多源、多时间序列数据的不同特点,结棕合植保知识,提取病害发生关键因子的空间信息和时序特征,建立病害发生因子空间信息库与光谱知识库,构建星-天-地病虫害遥感监测技术体系,实现区域尺度空间连续的小麦病虫害监测预警。 （3）研发病虫害遥感监测系统和装置 。利用相关向量机、支持向量机和反向传播神经网络等技术和图像处理技术,提取病害叶片的颜色、纹理和形状等特征,建立病虫害无损诊断识别模型。在此基础上研发了出作物病害识别与病情评估装置、作物病情鉴定辅助装置、小麦赤霉病病害等级分级装置和小麦叶部病害手机智能诊断系统等装置和系统,为病虫害的快速、有效调查提供装置支持,同时,也为及时制定防治措施监测提供新方法技术保障。 （4）构建作物病虫害遥感监测大数据平台。基于SOA架构和ArcGIS平台,采用分布式技术、FDBS、软构件等技术,集成建立了作物病虫害遥感监测大数据平台;基于Android平台,采用移动计算、Web Services等技术,建立了基于Android智能手机的叶片病害诊断系统和小麦赤霉病诊断系统应用APP,面向植保术技人员、种粮大户、家庭农场等提供“云+端”病虫害监测信息服务。