基于过程模型的马尾松松材线虫病高光谱监测研究开题报告

1. 研究目的与意义

本次研究在栖霞山地区通过对马尾松定点定株的方法检测。给健康马尾松接种松材线虫，自接种日起，在温度、环境等自然环境的影响下，定期测量光谱数据及叶片叶绿素含量，直至病株死亡。根据所测数据，分析不同感病时期马尾松的光谱变化特征以及相应时期的叶绿素变化的相关关系，构建过程模型，为马尾松不同感病阶段的光谱诊断建立量化模式。其意义在于为松材线虫病的无损定量监测奠定基础，为建立松材线虫病害遥感监测模式提供理论依据。

2. 国内外研究现状分析

在20世纪80年代中后期我国遥感科学家着手发展自己的高光谱成像系统，目前成像光谱仪的研制工作紧跟国际前沿技术，并且已跻身国际先进行列。1994年初由中国林业科学研究院与美国林务局森林病虫害管理处签署了有关航空录像技术进一步合作研究和应用的计划书，对马尾松毛虫和松材线虫等重大森林病虫害的监测和危险性进行评估研究和应用。唐延林等研究表明高光谱植被指数及其变量与植被盖度、供氮水平之间存在相关性。吴曙雯等对4个感染不同等级稻叶瘟的水稻冠层反射光谱进行测试，并对光谱反射曲线进行微分分析，研究了绿光区、红光区和近红外区反射光谱的变异特征。

在国外高光谱遥感技术始兴起于20世纪80年代，是一种新型对地观测技术，开始于成像光谱仪的研究计划，是目前监测植物受病虫危害光谱特性变化的最先进手段之一。美国已经研制出了三代高光谱成像光谱仪,分别是AIS系列、航空可见光/红外成像光谱仪AVIRIS、克里斯特里尔傅立叶变换高光谱成像仪FTHSI。高光谱监测植物病虫害主要是通过测定植物生活力来完成的。比如Adams利用AVIRIS数据，引入黄色指数YI来监测受胁迫植物叶片由于缺乏营养元素导致的叶绿素减少。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

通过定点定株，对健康马尾松接种松材线虫，自接种日起，定期测量光谱数据及叶片叶绿素含量，直至病株死亡。分析不同感病时期马尾松的光谱变化特征以及相应时期的叶绿素变化的相关关系，构建过程模型，为马尾松不同感病阶段的光谱诊断建立量化模式。

研究计划:

4. 研究创新点

高光谱遥感能够探测到植被各种生化组分，如，叶绿素、淀粉、蛋白质和各种营养元素等的吸收光谱信息，反演出各种生化组分含量，反映出植物生长状况，以便早期监测到病虫害，防治灾害蔓延。