收藏本站
《安徽农业大学》 2013年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于多源数据小麦白粉病遥感监测研究

杜世州  
【摘要】:小麦白粉病是我国小麦生产中主要的病害之一,病害发生时,单叶尺度和冠层尺度均表现出一定的特征信息,能够通过高光谱特征表征和解译,适合于采用遥感方式进行的监测技术研究。本研究于2011年、2012年利用地面高光谱遥感和HJ-CCD影像对小麦田间白粉病的生理生化指标和病情严重度进行了定性或定量的反演评价。 (1)研究了小麦白粉病叶片和植株生理生化特征与病情严重度间的相关关系。小麦白粉病病情严重度与叶绿素含量、叶绿素密度间的差异达到显著或极显著水平。叶绿素含量与病情严重度间存在极显著的负相关关系,R2达到0.8466以上;叶绿素密度与病情指数间存在极显著的负相关关系,R2达到0.9725以上;叶片全氮含量与病情指数间达到极显著负相关关系(R2=0.8655)。叶片病情严重度与SPAD值呈显著负相关,其决定系数达到0.9257;叶片病情严重度与Ch1、NBI指标呈显著负相关(RCh1=-0.768*,RNBI=-0.632*),叶片病情严重度与Flav呈显著正相关(RFlav=0.727*)。通过高光谱技术对NBI指数进行反演和校正,LS-SVM建模得到的R和RMSEP分别为0.9475和1.0037,优于BPNN所建模型的预测效果。 尝试利用叶绿素成像荧光系统检测小麦白粉病叶片的生理状态和快速光响应曲线的变化规律,比较两种选择模式条件下,荧光成像特征的变化规律,比较了小麦病害叶片与健康叶片荧光成像的异质性,表明了受病害胁迫叶片,尤其是表面存在病斑的叶片,荧光参数间存在较高异质性。提出对光曲线拟合方程进行一阶求导得到曲线斜率方程,来表征快速光曲线的动态变化,明确基于荧光成像系统检测小麦白粉病叶片的合理性。 (2)分析了叶片光谱敏感度和原始光谱对不同病情等级叶片尺度的响应关系,明确了630-680nm波段作为小麦白粉病病害等级响应的最佳敏感波段。利用植被指数法、连续统去除法和小波变换处理来反演单叶尺度小麦白粉病病情严重度。初步筛选确定了16个基于高光谱数据构建的植被指数。除了RVSI和PSRI指数外,其他植被指数与病情严重度间相关系数呈显著性差异,其中指数GNDVI、NDVI、SR、PRI、 OSAVI、SAVI、SIPI、VARI、IWB、RVSI和PSRI与病情严重度呈负相关关系,其他植被指数与病情严重度呈正相关关系。以AAI为自变量建立回归模型,取得了更好的反演效果(R2=0.9195,F=251.3122)。基于db6小波系对病叶原始光谱进行降维处理,筛选出了7个通过0.01水平检验的小波能量系数,作为小麦白粉病严重度的识别监测处理。归纳总结了共48个光谱特征与病情严重度(DI)的相关分析结果并对估算模型进行精度检验。其中,41个特征参数均与DI有显著的相关性达到极显著。 (3)研究了冠层尺度小麦白粉病不同病情指数光谱响应特征,通过植被指数和病情指数相关性分析,筛选出小麦白粉病病情指数反演监测模型。选取测试的25个植被指数光谱特征中,除了冠层尺度植被指数PSRI和WI与病情指数间相关性不显著外,其余23个冠层尺度植被指数光谱特征均与小麦白粉病病情指数间显著相关。基于选用基于负熵为信号统计量的FastICA算法对高光谱数据进行降维分析,基于PLS提出多特征变量的小麦白粉病病情指数监测模型,并对可见光、近红外波段的数据进行分离,构建小麦冠层病害胁迫特征三维空间分布模型。经复相关系数和均方根误差判别,RIC1-NIRICl-λrep模拟方程具有较高的复相关系数和较低的均方根误差,其模型预测值具有较好的精度。 (4)通过变化向量分析,对冬小麦白粉病害灾情进行遥感监测,利用冬小麦染病面积与绿波段归一化植被指数的响应关系,重新定义了矢量空间,构建了冬小麦白粉病的遥感监测模型。采用多种植被指数建立空间变化向量分析,通过分析6种植被指数的变化范围,得出了绿波段归一化植被指数对小麦白粉病更为敏感,该指数可用来建立小麦白粉病的监测模型。通过分析3个地区的病害遥感监测图,得出晋州北部地区病害较严重,宁晋县中部有中度的病害,而藁城市北部和中部则有大面积的病害发生,应根据3个地区不同的病害程度,进行喷药控制,以降低病害带来的损失。
【学位授予单位】:安徽农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:S435.121.46

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王信群;模糊数学在病虫害测报中的应用[J];安徽农业科学;2005年03期
2 董彩霞,田纪春,赵世杰;不同形态氮素对高蛋白小麦幼苗叶绿素荧光特性的影响[J];西北植物学报;2002年02期
3 郑国华;炭疽病侵染对枇杷叶片H_2O_2含量和叶绿素荧光参数的影响[J];福建农业大学学报;2001年03期
4 张瑞英;方差分析在小麦条锈病超长期预测中的应用[J];甘肃农业科技;2002年01期
5 马伟;赵珍梅;刘翔;闫东川;;植被指数与地表温度定量关系遥感分析——以北京市TM数据为例[J];国土资源遥感;2010年04期
6 蒋金豹;陈云浩;黄文江;;用高光谱微分指数监测冬小麦病害的研究[J];光谱学与光谱分析;2007年12期
7 郭洁滨;黄冲;王海光;孙振宇;马占鸿;;基于高光谱遥感技术的不同小麦品种条锈病病情指数的反演[J];光谱学与光谱分析;2009年12期
8 乔红波;简桂良;邹亚飞;程登发;;枯萎病对不同抗性棉花光谱特性的影响[J];棉花学报;2007年02期
9 蒋金豹;陈云浩;黄文江;李京;;冬小麦条锈病严重度高光谱遥感反演模型研究[J];南京农业大学学报;2007年03期
10 黄木易,王纪华,黄文江,黄义德,赵春江,万安民;冬小麦条锈病的光谱特征及遥感监测[J];农业工程学报;2003年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王建成;张文兰;陈利容;颜廷进;段乃彬;李群;李汝玉;;小麦核心种质取样方法及取样比例研究[J];山东农业科学;2007年06期
2 杨丽萍;杨玉永;;EOS-MODIS数据农业应用进展及前景[J];山东农业科学;2009年01期
3 隋学艳;朱振林;朱传宝;杨丽萍;姚慧敏;郭洪海;;基于MODIS数据的山东省小麦株高遥感估算研究[J];山东农业科学;2009年02期
4 蔡薇;郭洪海;隋学艳;杨丽萍;;基于混合像元分解提取小麦种植面积的技术与方法研究[J];山东农业科学;2009年05期
5 王春腾;杨厚群;符传谊;邢洁清;;基于独立成分分析的谱聚类方法[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年03期
6 纪启国;;利用小波变换对图像进行像素级融合[J];安徽职业技术学院学报;2008年01期
7 罗朝霞;;浅论遥感影像在农业旅游规划中的应用[J];安徽农学通报;2008年13期
8 戴晓琴;;浅谈遥感技术在土地利用中的应用[J];安徽农学通报;2008年23期
9 陈军;王洪仁;;基于高光谱红边参数的棉花冠层覆盖度提取研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年09期
10 陈会明;;浅谈遥感技术在农业生产中的应用[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年19期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 汪震;洪津;张冬英;罗军;;液晶可调谐滤光片在遥感探测中的应用研究[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
2 饶欢;张智勇;;一种基于ENVI的区域环境分析方法[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
3 许军强;白朝军;孙珂;王明常;;基于TES算法的地表温度反演应用研究[A];河南地球科学通报2009年卷(上册)[C];2009年
4 黄丽虹;王龙波;;基于环境卫星的北部湾地区遥感影像制作及影像入库应用研究[A];全国测绘科技信息网中南分网第二十五次学术交流会论文集[C];2011年
5 郭朝辉;龚亚丽;;利用环境减灾卫星进行干旱灾害监测研究[A];全国旱情监测技术与抗旱减灾措施论文集[C];2009年
6 王俊虎;张杰林;王丽娟;;ASTER热红外影像温度反演及其应用[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
7 傅新;刘高焕;黄翀;刘庆生;;人工堤坝影响下的黄河三角洲海岸带生态特征分析[A];全国地质制图与GIS学术论坛论文集[C];2011年
8 孙明;;视觉信息学的基本概念及其新技术在农业中的应用[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
9 李萌;白中科;文乐琴;潘健;;基于像元二分模型榆神府矿区植被覆盖度研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
10 邓书斌;秦禹;;ENVI/IDL在农业遥感中的技术框架研究[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周兴东;徐州市城区景观格局时空变化遥感监测与分析[D];山东科技大学;2010年
2 乔梁;信源定位的可观测性及跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 汤春瑞;水下目标声图像多分辨率分析及识别研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 王红;基础地理信息地形数据库信息量度量方法研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
6 陈韶斌;基于知识推理和视觉机理的遥感图像目标识别方法研究[D];华中科技大学;2010年
7 苏日建;信息测量系统及其若干问题的研究[D];华中科技大学;2010年
8 陈雁;可见光遥感图像分割与提取研究[D];中国科学技术大学;2010年
9 陈春雷;多尺度林业遥感数据融合技术的应用研究[D];北京林业大学;2011年
10 郑光辉;江苏部分地区土壤属性高光谱定量估算研究[D];南京大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李硕;基于Vis/NIR光谱不同粒径下土壤碳氮的预测研究[D];华中农业大学;2010年
2 秦丽;大比例尺SOTER单元划分指标研究[D];华中农业大学;2010年
3 骆雪姣;棉花不同密度效应研究[D];华中农业大学;2010年
4 韩筱婕;基于城市热岛减缓的湖泊湿地景观功能连通性研究[D];华中农业大学;2010年
5 岑忠;体感诱发电位实验系统的设计、测量与分析[D];南京医科大学;2010年
6 胡红;矿区植物胁迫作用与遥感信息提取[D];山东科技大学;2010年
7 冯彦平;矿山开采影响下的环境遥感监测与评价[D];山东科技大学;2010年
8 孟培培;基于3S的土地督察信息系统研究[D];山东科技大学;2010年
9 张京钊;基于LUCC与RS/GIS的济南市生态安全评价[D];山东科技大学;2010年
10 邢著荣;基于辐射传输模型和CHRIS数据反演春小麦LAI[D];山东科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄木易,黄义德,黄文江,刘良云,王纪华,万安民;冬小麦条锈病生理变化及其遥感机理[J];安徽农业科学;2004年01期
2 黄木易,王纪华,黄义德,黄文江,赵春江,刘良云;高光谱遥感监测冬小麦条锈病的研究进展(综述)[J];安徽农业大学学报;2004年01期
3 盛宝钦,段霞谕;对记载小麦成株白粉病"0~9级法"的改进[J];北京农业科学;1991年01期
4 向卫国,余海涛,胡毅,何树林,何明,何忠全;用神经网络法进行稻飞虱发生量及程度的预报[J];成都气象学院学报;1995年02期
5 刘爱霞;王静;刘正军;;基于MODIS数据的环北京地区土地资源监测研究[J];测绘科学;2007年06期
6 刘直芳,张继平;变化检测方法及其在城市中的应用[J];测绘通报;2002年09期
7 刘文敏;苏祥瑶;陈彤;;小麦白粉病对小麦产量影响初报[J];河北农业大学学报;1989年04期
8 裴保华,袁玉欣,王颖;模拟林木遮光对小麦生育和产量的影响[J];河北农业大学学报;1998年01期
9 曹克强,王革新,李双悦,傅花存;小麦白粉病中期预测模型的建立[J];河北农业大学学报;1994年01期
10 覃志豪,Zhang Minghua,Arnon Karnieli,Pedro Berliner;用陆地卫星TM6数据演算地表温度的单窗算法[J];地理学报;2001年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 丁旭;马宏;;小麦白粉病防治适期商讨[J];中国植保导刊;1992年02期
2 乔清建;;小麦白粉病发生流行预测研究[J];中国植保导刊;1992年04期
3 乔体尚,程麦风;粉锈宁防治小麦白粉病[J];山西农业;1994年04期
4 陈企村,张丽荣;三唑酮处理种子对小麦白粉病流行的影响[J];宁夏农林科技;1995年01期
5 刘万才,邵振润;我国小麦白粉病发生演替的成因及趋势浅析[J];植保技术与推广;1995年06期
6 盛宝钦;小麦白粉病的发生原因及防治[J];中国农村科技;1996年09期
7 韩峰!235200;小麦白粉病的危害与防治措施[J];安徽农业;2000年09期
8 王益新;黄晶;陆云梅;;25%奥宁WP防治小麦白粉病试验简报[J];上海农业科技;2006年05期
9 刘新;;安顺市小麦白粉病发生及防治对策[J];植物医生;2008年06期
10 许浩然,刘晏良;小麦白粉病的中期预报[J];新疆农业科学;1985年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 迟新之;;山东省小麦白粉病发生区划初步研究[A];小麦白粉病测报与防治技术研究[C];2000年
2 沈丽;刘牛;李媛;廖华明;;四川省小麦白粉病流行区划研究[A];小麦白粉病测报与防治技术研究[C];2000年
3 刁春友;沈龙元;;江苏省小麦白粉病预测预报技术研究[A];小麦白粉病测报与防治技术研究[C];2000年
4 王贵生;唐铁朝;;河北省小麦白粉病发生防治现状及治理对策[A];小麦白粉病测报与防治技术研究[C];2000年
5 许红;;湖北麦区小麦白粉病发生规律研究——影响病害消长的栽培条件[A];小麦白粉病测报与防治技术研究[C];2000年
6 王向阳;;淮北麦区小麦白粉病中长期预测模型的初步研究[A];小麦白粉病测报与防治技术研究[C];2000年
7 刘万才;邵振润;姜瑞中;;小麦白粉病测报与防治技术研究总结报告(1992-1999)[A];小麦白粉病测报与防治技术研究[C];2000年
8 刘延虹;冯小军;周靖华;谢飞舟;;陕西省小麦白粉病测报与防治技术研究报告[A];小麦白粉病测报与防治技术研究[C];2000年
9 杨万海;董礼涛;王光宝;郑建强;刘庆年;刘卫国;;山东省小麦白粉病中长期预报技术研究[A];小麦白粉病测报与防治技术研究[C];2000年
10 杨万海;;山东省小麦白粉病测报与防治技术研究报告[A];小麦白粉病测报与防治技术研究[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 胡安民;注意防治小麦白粉病[N];湖北科技报;2001年
2 方圆 水清;小麦白粉病发生重宜交替用药[N];江苏农业科技报;2009年
3 于丹;防治小麦白粉病适用药[N];江苏农业科技报;2010年
4 记者 方由朝;小麦长势好 防病莫忽视[N];商洛日报;2010年
5 隆尧县农业局 徐璟琨;雨后管麦不轻松速防“三病和一虫”[N];河北科技报;2009年
6 张宏民;选准药剂防治小麦白粉病[N];江苏农业科技报;2009年
7 ;秋播小麦高产病虫草害的防治[N];山西科技报;2009年
8 本报记者 王刚 实习生 侯利平;准确监测 控防结合[N];开封日报;2009年
9 河北省植保植检站;我省农业主要有害生物将呈中等偏重发生[N];河北科技报;2009年
10 连振祥;甘肃全面部署防治小麦条锈病[N];中国食品质量报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杜世州;基于多源数据小麦白粉病遥感监测研究[D];安徽农业大学;2013年
2 曹学仁;小麦白粉病的遥感监测及捕捉器中孢子的Real-time PCR定量检测[D];中国农业科学院;2012年
3 谢皓;小麦外源抗白粉病基因的分子标记[D];中国农业大学;2005年
4 徐志;中国小麦白粉病主要流行区病原菌群体遗传结构研究[D];中国农业科学院;2013年
5 王心宇;分子标记技术在小麦抗白粉病育种及指纹图谱分析中的应用研究[D];南京农业大学;2000年
6 林小虎;中间偃麦草抗白粉病基因的染色体定位及分子标记鉴定[D];山东农业大学;2005年
7 张竞成;多源遥感数据小麦病害信息提取方法研究[D];浙江大学;2012年
8 孙晓丽;小麦抗白粉病基因的分子标记及白粉菌引发的细胞程序性死亡的相关研究[D];中国农业科学院;2006年
9 王长有;小麦抗白粉病新种质创制及其抗性基因的染色体定位和分子标记[D];西北农林科技大学;2008年
10 刘丙新;基于高光谱特征的水上油膜提取与分析研究[D];大连海事大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王丽;冬小麦白粉病发生气象条件预报预警和评价技术研究[D];中国气象科学研究院;2012年
2 康海燕;河北省行唐县小麦白粉病发生动态与防控技术研究[D];中国农业科学院;2012年
3 刘凯;雅安地区小麦白粉病的流行及其预测研究[D];四川农业大学;2012年
4 刘娜;四川省小麦白粉病的越夏和流行动态监测[D];四川农业大学;2010年
5 涂坦;四川省小麦白粉病抗药性测定及其机理的初探[D];四川农业大学;2010年
6 姚冬明;遥感和病菌孢子捕捉技术在小麦白粉病监测中的应用研究[D];安徽农业大学;2013年
7 高旭;芽孢杆菌CC09对小麦白粉病的防治作用的研究[D];西北农林科技大学;2013年
8 叶彩玲;小麦白粉病气象环境成因及长期预测研究[D];中国农业大学;2004年
9 李宁;寄主多样性条件下小麦白粉病发生及其病原菌群体遗传结构的研究[D];中国农业科学院;2011年
10 谢文杰;小麦Tamlo基因家族成员片段的克隆[D];西北农林科技大学;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026