如何将高光谱遥感技术应用于农业监测？

遥感在当前农业应用中的进展。

当今农业发展的趋势是精准农业，具有高质量、安全、低消耗、高效的特点，大量的精准农业信息收集，如作物生长监测、作物害虫监测、作物产量预测、土壤水分预测等农业精准信息，为精准农业农业信息管理提供了依据。虽然国内遥感在农业方面做了一些工作，但仍处于起步阶段13-16。农业遥感应加强未来应用的深入和广度研究。通过3S技术的结合，为农业部门的科学决策提供了详细的支持数据。高光谱遥感技术和无人机技术已成为农业遥感新的研究热点14。

1.高光谱遥感在农业遥感中的应用。

由于高光谱遥感器不会作物造成损害，因此被广泛应用于监测作物的叶片面积。这弥补了传统遥感技术获取作物叶片面积指数时间过长的缺点，从而获得最准确、损坏最小的遥感监测数据。通过对高光谱的观察和分析，可以获得更准确的作物叶片面积指数，形成不同的遥感反射模型。例如，使用地物光谱仪测量冬小麦在特定波段内的反射率和透射率，并使用冠层分析仪分析冬小麦，形成光谱曲线；观察后，形成遥感反射模型，并将模型估计值与实际观测值进行比较。结果表明，遥感反射模型的整体精度得到了显著提高。目前，我国农业现代化的主要方向和目标是精细农业。在农业监测中，高光谱遥感技术已成为一种快速、高效、准确、无损的农业监测手段。精细农业可以通过科学、系统的管理方法合理规划农业资源的利用，在不污染环境的前提下，通过遥感技术提高农产品的产量和质量。考虑到精细农业对数据和信息的需求，传统的分析方法已不能满足现代农业发展的需要。因此，3S技术的综合应用于农业监测。高光谱遥感已广泛应用于精准农业的发展中。利用高光谱技术获得更完整、更准确的作物参数，为作物的种植和管理提供了有利的保障18-20。除上述内容外，高光谱遥感技术还通过获取不同生长期作物的数据特征，在综合作物质量监测中进行综合预测和最终生产。目前，它主要集中在不同作物种植面积、产量和质量监测过程中的数据访问和存储上。虽然高光谱技术已经得到了全面的应用。但它也需要在农业中得到进一步的研究。如何将高光谱遥感技术应用于作物机理和农业信息监测，完善农业光谱信息数据库，为进一步提高农业信息监测模型的适用性和准确性提供支持22-26。

2.农业中无人机遥感的研究进展。

2.1农田空间信息农田空间信息包括地理坐标信息。通过视觉和机器识别获得的作物分类信息。种植面积可以通过无人机识别农田边界来估计。传统的农田面积测量方法具有时效性差、农田边界位置与实际情况差异较大的缺点，不利于准确农业的实施和监测。无人机可以准确、有效、实时地获取全面的农田空间信息，具有传统测量无法比拟的优势。无人机航空摄影图像可以识别农田的基本空间信息只有数码相机才能实现作物面积的计算和类型的识别。随着空间定位技术的快速发展，农田定位信息研究的精度和深度大大提高。随着无人机图像空间分辨率的提高，地形、坡度和高程信息的引入可以实现更准确的农田空间信息监测。张宏明等采用无人机DEM提取农田数据。

2.2作物生长信息作物的生长状况可以通过产量信息、表型参数和营养指标等多种信息反映出来。包括植被覆盖和叶面积指数，各种信息相互关联，共同代表作物的生长，直接关系到最终产量21。它在现场信息监测研究中起着主导作用。

2.3作物生长胁迫因子农田水分监测热红外法是农田土壤含水量监测的常用手段。在植被覆盖率高的地区，通过关闭叶片孔，可以有效减少蒸腾造成的水分损失，增加地表感热通量，从而减少地球表面的潜热通量，导致作物冠层温度升高。水胁迫指数可以反映作物的水分含量与作物冠层温度之间的关系。传感器的热红外波段可以有效地获得作物的冠层温度，从而有效地反映农田的水分状况。在植被覆盖率相对较低的地区，土壤水分可以间接表示垫层表面温度的变化。由于水的加热温度变化是一个缓慢的过程，土壤水分的分布可以间接反映白天垫层温度的空间分布。裸露地面对遥感的温度监测是一个重要的干扰因素，在冠层温度监测中更为重要。研究人员研究了裸露地面温度与作物表面之间的关系。将修正结果应用于农田水分监测，提高了监测结果的准确性。在实际的农田生产经营中，农田漏水也是人们关注的焦点。红外成像仪用于监测灌溉渠的泄漏，准确率为93%。

2.4病虫害监测可以通过实时监测热红外波段，有效反映作物病虫害分布的动态变化。在健康条件下，作物的蒸腾作用是通过打开和关闭气孔来调节的，以保持作物温度的恒定。当疾病发生时，叶片表面会发生病理变化。病原菌和植物对植物蒸腾作用的影响明显，导致部分感染温度升高。一般来说，植物易感会导致气孔开度紊乱，使病变区域的蒸腾作用高于健康区域；强蒸腾作用会导致病变区域温度下降，病变区域的叶片温差明显高于正常叶片温差，直到坏死区域的细胞完全死亡，叶片会变黄，叶片的蒸腾作用完全丧失。通过健康植物温差始终低于叶片表面温度的原理，可以实时监测作物病虫害的变化趋势。