大田冬小麥拔節(jié)期紋枯病遙感監(jiān)測方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種大田冬小麥拔節(jié)期紋枯病遙感監(jiān)測方法，屬于農(nóng)作物生長監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。針對以往冬小麥病害監(jiān)測方法中存在的測報(bào)花費(fèi)時(shí)間長、人力需求量大、測報(bào)信息滯后及監(jiān)測范圍有限等問題，提出了一種大田冬小麥拔節(jié)期紋枯病遙感監(jiān)測方法，它是綜合利用遙感植被指數(shù)、麥田冠層相對濕度和麥田環(huán)境溫度三類信息進(jìn)行大田冬小麥紋枯病發(fā)生情況監(jiān)測的方法。其優(yōu)點(diǎn)是由于它綜合了衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和氣候因素進(jìn)行冬小麥紋枯病監(jiān)測，可大面積、無損、快速的監(jiān)測大田冬小麥拔節(jié)期紋枯病發(fā)生情況，在很大程度上提高了監(jiān)測的精確度和時(shí)效性；制作的冬小麥紋枯病遙感監(jiān)測信息圖，信息量大、直觀、便于理解和使用，可為基層農(nóng)業(yè)植保措施的制定提供參考。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
大田冬小麥拔節(jié)期紋枯病遙感監(jiān)測方法
本專利技術(shù)涉及一種冬小麥病害監(jiān)測方法，具體是一種大田冬小麥拔節(jié)期紋枯病遙感監(jiān)測方法，屬于農(nóng)作物生長監(jiān)測

技術(shù)介紹
冬小麥紋枯病又稱冬小麥尖眼斑病，是一種世界性分布的土傳真菌病害，近年來在我國長江中下游和黃淮平原麥區(qū)呈加重態(tài)勢，并成為造成冬小麥倒伏、早衰的主要因素之一。冬小麥紋枯病發(fā)病越早，損失越重，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致20％～40％減產(chǎn)，甚至造成枯孕穗、枯白穗，顆粒無收。冬小麥拔節(jié)期是冬小麥一生中生長最快的時(shí)期，也是紋枯病菌迅速滋生侵莖為害的關(guān)鍵時(shí)期。做好拔節(jié)期冬小麥紋枯病監(jiān)測預(yù)報(bào)工作對防倒伏以及產(chǎn)量的形成至關(guān)重要。以往對冬小麥紋枯病的預(yù)測研究，多集中在對歷年氣象數(shù)據(jù)與病情指數(shù)的擬合關(guān)系的分析方面來預(yù)測當(dāng)年病發(fā)情況。然而，影響冬小麥紋枯病的發(fā)病因子是多方面的，氣象資料僅能代表某一站點(diǎn)的氣象信息，僅通過這一站點(diǎn)的氣象信息與病情指數(shù)的擬合關(guān)系來預(yù)測出的病情指數(shù)不能代表全縣、市級區(qū)域紋枯病的病發(fā)情況。遙感監(jiān)測技術(shù)利用病害光譜響應(yīng)機(jī)制，借助于植被指數(shù)，可對作物的病害信息進(jìn)行大面積、連續(xù)、無損、快速監(jiān)測，能在很大程度上提高監(jiān)測的精確度，利于植保防治措施的準(zhǔn)確實(shí)施。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供了一種大田冬小麥拔節(jié)期紋枯病遙感監(jiān)測方法，該方法可以大面積、連續(xù)、無損、快速的監(jiān)測大田冬小麥紋枯病的發(fā)生情況。解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種大田冬小麥拔節(jié)期紋枯病遙感監(jiān)測方法，它是綜合利用遙感植被指數(shù)、麥田冠層相對濕度和麥田環(huán)境溫度3類信息進(jìn)行大田冬小麥紋枯病發(fā)生情況的監(jiān)測，主要算法為，DI＝a×NDVI+b×RVI+c×RH+d×Tem+e×T15+f。其中，DI為冬小麥紋枯病病情指數(shù)，NDVI、RVI為遙感植被指數(shù)，RH為麥田冠層相對濕度，Tem為麥田日均氣溫，T15為麥田15天有效積溫，a、b、c、d、e、f和g均為算法系數(shù)。遙感植被指數(shù)NDVI，是衛(wèi)星遙感影像的近紅外反射率和紅光反射率之差與近紅外反射率和紅光反射率之和的比值，取值范圍0.23～0.71。本專利技術(shù)使用的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)均為價(jià)格較低、可共享的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，包括環(huán)境星數(shù)據(jù)、TM遙感數(shù)據(jù)和北京星1號數(shù)據(jù)。遙感植被指數(shù)RVI為衛(wèi)星遙感影像的近紅外反射率與紅光反射率的比值，取值范圍1.60～8.00。麥田冠層相對濕度RH的計(jì)算單位為％，是遙感衛(wèi)星過境前5天(包含遙感衛(wèi)星過境當(dāng)天)的麥田冠層相對濕度的平均值，取值范圍43.8％～94.2％。麥田日均氣溫Tem的計(jì)算單位為℃，是遙感衛(wèi)星過境前5天(包含遙感衛(wèi)星過境當(dāng)天)的麥田日平均氣溫的平均值，取值范圍3.6℃～25.6℃。麥田15天有效積溫T15的計(jì)算單位為℃，是遙感衛(wèi)星過境前15天(包含遙感衛(wèi)星過境當(dāng)天)中高于或等于紋枯病病菌發(fā)生下限溫度(5℃)的麥田日平均氣溫，與紋枯病病菌發(fā)生下限溫度(5℃)之差的累加值，取值范圍4.0℃～167.5℃。本專利技術(shù)中a、b、c、d、e和f算法系數(shù)的取值分別為-739.82、111.19、0.27、0.62、-0.07和20.95。在遙感數(shù)據(jù)處理軟件ERDASIMAGINE中，運(yùn)行Modeler模塊，分別輸入拔節(jié)期衛(wèi)星遙感影像和本專利技術(shù)中的大田冬小麥拔節(jié)期紋枯病病情指數(shù)算法，影像中的冬小麥種植區(qū)經(jīng)過病情分級運(yùn)算即可得到區(qū)域大田冬小麥紋枯病病情遙感監(jiān)測信息1。病情分級依據(jù)病情指數(shù)等級劃分，DI在0％～5％之間為輕度病害，在5％～15％之間為中度病害，在15～25％之間為重度病害，在25％～35％之間為嚴(yán)重病害，在35％～100％之間為極嚴(yán)重病害。在地理信息系統(tǒng)軟件ArcGIS中，將區(qū)域大田冬小麥紋枯病病情遙感監(jiān)測信息1制作成冬小麥紋枯病病情遙感監(jiān)測專題信息圖，如圖1所示，并添加圖題2、圖例3標(biāo)識。方便使用者領(lǐng)會和應(yīng)用大田冬小麥紋枯病發(fā)生狀況遙感監(jiān)測信息，并可統(tǒng)計(jì)得到冬小麥紋枯病不同危害等級的分布與面積信息。本專利技術(shù)的有益效果：本專利技術(shù)提供了一種大田冬小麥拔節(jié)期紋枯病遙感監(jiān)測方法，優(yōu)點(diǎn)在于：1、利用衛(wèi)星遙感影像和地面容易獲取的農(nóng)田環(huán)境溫度、冠層相對濕度數(shù)據(jù)信息，便可得到縣域大面積冬小麥紋枯病發(fā)生信息；2、綜合考慮了衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)及影響紋枯病發(fā)生的冬小麥長勢信息和氣候因素等多方面的重要因子，增加了監(jiān)測模型的可靠性與精確度；3、由于利用星地同步衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了病害監(jiān)測信息由點(diǎn)向面的擴(kuò)展，大幅度加大了對紋枯病發(fā)生監(jiān)測的范圍，增強(qiáng)了監(jiān)測的時(shí)效性；4、實(shí)際調(diào)查工作量減少，節(jié)約了人力和資源成本；5、制作的冬小麥紋枯病病情遙感監(jiān)測專題信息圖，信息量大、直觀、便于基層農(nóng)業(yè)技術(shù)人員的認(rèn)知和使用，可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理措施的制定提供參考。附圖說明圖1是利用本專利技術(shù)制作的大豐市冬小麥紋枯病病情遙感監(jiān)測專題信息圖圖2是利用本專利技術(shù)制作的沭陽縣冬小麥紋枯病病情遙感監(jiān)測專題信息圖具體實(shí)施方式實(shí)施例1：(1)在大豐市冬小麥生長期間，查詢并訂購到2014年3月21日(冬小麥拔節(jié)期)大豐市的環(huán)境衛(wèi)星遙感影像(空間分辨率為30米)，進(jìn)行幾何校正和大氣校正預(yù)處理后待用；(2)麥田冠層相對濕度數(shù)據(jù)由當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)部門得到，將3月17日到21日連續(xù)5日(遙感衛(wèi)星過境前5天)的麥田冠層相對濕度相加然后求取平均值，本例中求得的麥田冠層相對濕度的平均值為58.1％；(3)麥田日均氣溫?cái)?shù)據(jù)由當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)部門得到，將3月17日到21日連續(xù)5日(遙感衛(wèi)星過境前5天)的麥田日均氣溫相加然后求取平均值，本例中求得的麥田日均氣溫的平均值為10.0℃；(4)麥田15天有效積溫?cái)?shù)據(jù)由3月7日到21日連續(xù)15日(遙感衛(wèi)星過境前15天)中高于或等于紋枯病病菌發(fā)生下限溫度(5℃)的麥田日平均氣溫，與紋枯病病菌發(fā)生下限溫度(5℃)之差的累加值。本例中得到的麥田15天有效積溫為64.5℃；(5)在遙感數(shù)據(jù)處理軟件ERDASIMAGINE中，運(yùn)行Modeler模塊，輸入預(yù)處理后的大豐市衛(wèi)星遙感影像和本專利技術(shù)中的大田冬小麥拔節(jié)期紋枯病病情指數(shù)算法，算法中系數(shù)a、b、c、d、e和f的取值分別為-739.82、111.19、0.27、0.62、-0.07和20.95，影像中的冬小麥種植區(qū)經(jīng)過病情分級運(yùn)算即可得到區(qū)域大田冬小麥紋枯病病情遙感監(jiān)測信息1；(6)在地理信息系統(tǒng)軟件ArcGIS中，調(diào)入?yún)^(qū)域大田冬小麥紋枯病病情遙感監(jiān)測信息1，添加圖題2和圖例3標(biāo)識，制作成大豐市冬小麥紋枯病病情遙感監(jiān)測專題信息圖，如圖1所示，即可發(fā)布與使用。實(shí)施例2：(1)在沭陽縣冬小麥生長期間，查詢并訂購到2014年4月4日(冬小麥拔節(jié)期)沭陽縣的環(huán)境衛(wèi)星遙感影像(空間分辨率為30米)，進(jìn)行幾何校正和大氣校正預(yù)處理后待用；(2)麥田冠層相對濕度數(shù)據(jù)由當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)部門得到，將3月31日到4月4日連續(xù)5日(遙感衛(wèi)星過境前5天)的麥田冠層相對濕度相加然后求取平均值，本例中求得的麥田冠層相對濕度的平均值為46.6％；(3)麥田日均氣溫?cái)?shù)據(jù)由當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)部門得到，將3月31日到4月4日連續(xù)5日(遙感衛(wèi)星過境前5天)的麥田日均氣溫相加然后求取平均值，本例中求得的麥田日均氣溫的平均值為14.2℃；(4)麥田15天有效積溫?cái)?shù)據(jù)由3月21日到4月4日連續(xù)15日(遙感衛(wèi)星過境前15天)中高于或等于紋枯病病菌下限溫度(5℃)的麥田日平均氣溫，與紋枯病病菌下限溫度(5℃)之差的累加值。本例中得到的麥田15天本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種大田冬小麥拔節(jié)期紋枯病遙感監(jiān)測方法，其特征在于：綜合利用遙感植被指數(shù)、麥田冠層相對濕度和麥田環(huán)境溫度三類信息進(jìn)行大田冬小麥紋枯病發(fā)生情況的監(jiān)測，主要算法為，DI＝a×NDVI+b×RVI+c×RH+d×Tem+e×T15+f。其中，DI為冬小麥紋枯病病情指數(shù)，NDVI、RVI為遙感植被指數(shù)，RH為麥田冠層相對濕度，Tem為麥田日均氣溫，T15為麥田15天有效積溫，a、b、c、d、e和f均為算法系數(shù)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種大田冬小麥拔節(jié)期紋枯病遙感監(jiān)測方法，其特征在于：綜合利用衛(wèi)星遙感植被指數(shù)、麥田冠層相對濕度和麥田環(huán)境溫度三類信息進(jìn)行大田冬小麥紋枯病發(fā)生情況的監(jiān)測，主要算法為，DI＝a×NDVI+b×RVI+c×RH+d×Tem+e×T15+f，其中，DI為冬小麥紋枯病病情指數(shù)，NDVI為衛(wèi)星遙感影像的歸一化差值植被指數(shù)、RVI為衛(wèi)星遙感影像的比值植被指數(shù)，RH為麥田冠層相對濕度，Tem為麥田日均氣溫，T15為麥田15天有效積溫，a、b、c、d、e和f均為算法系數(shù)，其值分別為-739.82、111.19、0.27、0.62、-0.07和20.95。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大田冬小麥拔節(jié)期紋枯病遙...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李衛(wèi)國，葛廣秀，
申請(專利權(quán))人：江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32