[发明专利]农作物污染胁迫水平遥感测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及农作物污染遥感检测，尤其涉及农作物污染胁迫水平遥感测量方法，属于农业科学技术领域。

背景技术

遥感作为一种新型的探测手段，可以方便、快捷、动态地获得空间上连续的地物光谱信息。目前，国内外许多学者已致力于研究污染物的植物光谱效应，通过建立污染物质与植物光谱之间的相关关系，利用植物光谱特征的变化，来监测植被污染现状。

在多波段遥感方面，早在20世纪80年代初，就已有将植物光谱效应应用于大气污染监测的相关报道：通过对长期受空气污染地区的叶簇进行研究，Horler等(Horler D H N，Dockray M，Barber J.The Red Edge of Plant Leaf Reflectance[J].International Journal ofRemote Sensing，1983，4：273-288)发现与正常叶子相比，污染区内植物叶片反射光谱曲线的红边位置，向短波方向偏移了5nm。国外一些学者将藻类作为水质生物监测的指标，研究有效态铁对叶绿素浓度的影响，进而利用水体中的赤潮藻光谱特征来监测水体中铁的含量。L.Kooistra等人(L.Kooistra.Exploring Field Vegetation Reflectance as an Indicator of SoilContamination in River Floodplains.Environmental Pollution，Volume 127，Issue 2，January2004：281-290)将植物光谱反射率的变化情况作为土壤重金属污染的指示器，监测漫滩土壤受铜、铅、镉等重金属污染的情况。K.L.Smith等人(K.L.Smith.Use of HyperspectralDerivative Ratios in the Red-edge Region to Identify Plant Stress Responses to GasLeaks.Remote Sensing of Environment，Volume 92，Issue 2，15August 2004：207-217)根据植物光谱红移现象，通过监测周边区域的植被探测天然气运输管道气体泄露状况，能在出现明显症状前发现险情。2003年，刘圣伟等人(刘圣伟，甘甫平.用卫星高光谱数据提取江西德兴铜矿矿山废水的pH值污染指标.地质通报，2003年12月：1013-1020)通过对德兴矿区植物光谱特征进行研究，发现部分样品光谱红边蓝移，说明矿区植物受到铁、铜、铅、镍等金属影响，产生了光谱变异。

高光谱遥感技术的兴起，使植物遥感监测得到迅速发展，现已成为植物监测强有力的工具，并为遥感的进一步定量化奠定了基础。高光谱遥感有高分辨率、波段多、数据量丰富等特点，使得从光谱遥感数据中提取植物参数成为可能。

国外很早就开展了针对农作物胁迫的植物高光谱遥感研究。1996年，Carter，G.A.等人(Carter G.A..Narrow-Band Reflectance Imagery Compared with Thermal Imagery for EarlyDetection of Plant Stress.J.Plant Physiol，1996(148)：516-523)便开始利用高光谱数据评估作物胁迫的程度；Minghua Zhang等人(Minghua Zhang，Zhihao Qin.Detection of Stressin Tomatoes Induced by Late Blight Disease in California，USA，Using Hyperspectral RemoteSensing.International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation 4(2003)：295-310)对大面积番茄受病害胁迫情况进行监测，在高光谱数据的基础上建立了胁迫程度分类器。