农作物重大生物灾害监测与预警技术PDF电子书下载

绪论 1

0.1 农作物病虫害监测预警研究现状 1

0.2 农作物病虫害监测预警研究趋势 3

0.3 我国农作物病虫害监测预警工作建议 3

0.3.1 目前农作物病虫害监测预警存在的主要问题 3

0.3.2 加强我国农作物病虫害监测预警工作的建议 4

第1编 农作物重大病虫害遥感监测 7

第1章 遥感技术与农作物病虫害监测 7

1.1 遥感的概念 7

1.2 遥感的发展历程 7

1.2.1 无记录的地面遥感阶段 7

1.2.2 有记录的地面遥感阶段 8

1.2.3 空中摄影遥感阶段 8

1.2.4 航天遥感阶段 8

1.2.5 电磁辐射光谱 9

1.3 病虫害遥感监测研究现状 9

1.3.1 近地光谱监测病虫害 10

1.3.2 低空和航天遥感 11

1.3.3 卫星遥感 12

第2章 数据采集与预处理 14

2.1 小麦病虫害研究区概况 14

2.1.1 气候特点 14

2.1.2 地貌特征 14

2.1.3 土壤类型 14

2.1.4 病虫害发生情况 15

2.2 数据调查与资料收集 15

2.2.1 地面光谱数据采集 15

2.2.2 低空遥感图像采集 16

2.2.3 Landsat TM卫星图像采集 17

2.2.4 非遥感信息数据收集 18

2.3 数据预处理 18

2.3.1 高光谱反射率数据预处理 18

2.3.2 遥感图像预处理 18

2.3.3 其他数据处理 19

第3章 利用小麦冠层光谱变化监测麦蚜为害 20

3.1 麦蚜简述 20

3.2 材料与方法 21

3.2.1 试验材料 21

3.2.2 光谱测量方法 21

3.2.3 数据处理 21

3.3 结果与分析 21

3.3.1 健康小麦冠层的基本光谱反射率特征 21

3.3.2 不同时期健康小麦的光谱特征 22

3.3.3 受麦蚜不同程度为害的小麦冠层光谱反射曲线分析 22

3.3.4 小麦群体反射率一阶导数光谱在麦蚜发生时的变化 23

3.3.5 受麦蚜不同程度为害后小麦植被指数的变化 24

3.4 结论与讨论 26

第4章 低空遥感监测小麦白粉病 28

4.1 小麦白粉病简述 28

4.2 研究方法 29

4.2.1 低空遥感系统介绍 29

4.2.2 试验设计 29

4.2.3 接种方法与病害调查 30

4.2.4 低空遥感图像采集 30

4.2.5 数据处理 30

4.3 结果与分析 30

4.3.1 不同时期地面光谱与病情指数的相关性 30

4.3.2 低空遥感真彩图和波段分解 31

4.3.3 低空遥感各波段反射率与病情指数的相关性 31

4.3.4 低空遥感各波段反射率与归一化植被指数的相关性 32

4.4 讨论 32

第5章 TM图像中病虫为害信息的提取 34

5.1 材料与方法 34

5.1.1 麦蚜和小麦白粉病研究区位置 34

5.1.2 遥感数据准备 34

5.1.3 TM图像预处理 34

5.1.4 TM图像的主成分分析 35

5.1.5 麦蚜和小麦白粉病为害特征信息提取方法 36

5.1.6 非遥感源数据 36

5.2 结果与分析 37

5.2.1 研究区6个波段影像特征分析 37

5.2.2 研究区各波段影像相关性分析 37

5.2.3 健康小麦田和受害小麦田实测光谱分析 38

5.2.4 基于实测光谱曲线的麦蚜和小麦白粉病特征信息提取 38

5.2.5 遥感像元DN值分析 40

5.2.6 基于像元DN值的麦蚜和小麦白粉病特征信息提取 41

5.2.7 方法验证 42

5.3 讨论 43

第2编 重大迁飞性昆虫雷达遥感监测 49

第6章 迁飞昆虫研究法与昆虫雷达监测技术 49

6.1 迁飞昆虫研究法 49

6.1.1 昆虫迁飞与为害 49

6.1.2 昆虫迁飞的研究现状 49

6.1.3 昆虫迁飞研究方法 50

6.1.4 传统研究方法的局限性 52

6.2 雷达昆虫学概述 52

6.2.1 昆虫雷达简介 52

6.2.2 雷达昆虫学的起源 53

6.2.3 国外雷达昆虫学的发展 54

6.2.4 我国雷达昆虫学的发展 55

6.3 昆虫雷达技术 56

6.3.1 垂直监测昆虫雷达技术 56

6.3.2 毫米波扫描昆虫雷达监测技术 59

第7章 雷达遥感监测技术平台 61

7.1 研究区概况 61

7.1.1 东北和华北研究区概况 61

7.1.2 华南研究区概况 63

7.2 昆虫雷达监测系统 63

7.2.1 垂直监测昆虫雷达系统 63

7.2.2 毫米波扫描昆虫雷达系统 66

7.3 虫情资料收集 68

7.3.1 地面虫情资料的收集 68

7.3.2 空中虫情资料的收集 69

7.3.3 虫情资料的处理 70

7.4 气象数据分析 71

7.4.1 地面气象资料的测定 71

7.4.2 空中风温场气象数据的获取 71

7.4.3 气象数据的处理 72

7.5 雷达遥感系统平台的建立 73

7.5.1 雷达及相关辅助设备的观测 73

7.5.2 雷达回波的识别 73

7.5.3 不同昆虫种类的辨别 73

7.5.4 迁飞路线的轨迹分析 74

7.5.5 统计分析 74

第8章 草地螟迁飞行为与虫源分析 75

8.1 草地螟简述 75

8.2 诱虫结果 76

8.3 雷达观测结果 81

8.3.1 雷达目标回波判别 81

8.4 迁飞与气流的关系 82

8.4.1 季节性迁飞高度 82

8.5 草地螟迁飞虫源分析 84

8.5.1 2005年草地螟迁飞虫源分析 84

8.5.2 2006年草地螟迁飞虫源分析 86

8.5.3 2007年草地螟迁飞虫源分析 88

8.6 讨论 92

8.6.1 草地螟季节性迁飞 92

8.6.2 草地螟迁飞行为研究 93

8.6.3 草地螟迁飞的虫源分析 94

第9章 旋幽夜蛾迁飞的证实及迁飞行为观测 95

9.1 旋幽夜蛾简述 95

9.2 2005年旋幽夜蛾的虫源分析 96

9.2.1 诱虫灯诱集结果 96

9.2.2 雷达监测结果 96

9.2.3 气象数据分析 98

9.2.4 1980—2002年5月中旬20cm土层平均地温分析 98

9.2.5 夏季迁飞的轨迹分析 100

9.3 2007年旋幽夜蛾迁飞的雷达观测 100

9.3.1 2007年北京延庆地区诱虫灯内虫情 100

9.3.2 旋幽夜蛾活动高峰期雷达回波的时空变化 102

9.3.3 雷达观测点低空气流与大区气流分析 102

9.4 讨论 103

第10章 稻飞虱夜间迁飞的毫米波扫描雷达观测 105

10.1 稻飞虱简述 105

10.2 虫情信息 106

10.2.1 灯下白背飞虱和褐飞虱数量动态分析 106

10.2.2 稻飞虱大田起飞观察 108

10.2.3 稻飞虱迁飞中的性比和卵巢发育进度 108

10.2.4 稻飞虱与天敌的关系 110

10.3 雷达监测结果 110

10.3.1 目标识别 110

10.3.2 2007年第4代稻飞虱成虫的迁飞 110

10.3.3 2007年第5代稻飞虱成虫的迁飞 112

10.3.4 2007年稻飞虱回迁代的雷达监测 114

10.4 气象数据 114

10.4.1 低空单点气流 114

10.4.2 大气动力场分析 114

10.5 稻飞虱北迁南回的轨迹分析 116

10.6 讨论 118

第11章 稻纵卷叶螟夜间迁飞的毫米波扫描雷达观测 121

11.1 稻纵卷叶螟简述 121

11.2 雷达观测期间灯下诱蛾情况 122

11.3 稻纵卷叶螟迁出的雷达观测 122

11.3.1 稻纵卷叶螟迁出的时间动态 123

11.3.2 稻纵卷叶螟密度的垂直分布 124

11.4 稻纵卷叶螟迁出的轨迹分析 125

11.5 讨论 128

第3编 重大外来入侵物种预警与风险分析 131

第12章 外来入侵物种与风险分析 131

12.1 外来物种入侵预警和风险分析研究状况 132

12.2 入侵有害生物物种空间分析技术体系概况 132

12.3 建模思想与分析软件研发 133

12.3.1 建模思想分类 133

12.3.2 软件实体的类型 134

12.3.3 数据处理类型分类 134

12.4 预测物种分布研究进展 135

12.5 预测物种分布研究展望 136

第13章 生物入侵预警和风险分析通用技术体系的构建 138

13.1 外来入侵物种预警和风险分析：问题与不足 138

13.2 外来入侵物种风险预警分析系统原理 139

13.2.1 CLIMEX模型原理、参数与算法 139

13.2.2 广义可加模型（GAM）原理与方法 142

13.3 外来入侵物种风险预警分析数据及其处理方法 148

13.3.1 基础地理数据 148

13.3.2 气象数据及其处理 149

13.3.3 WorldClim生物气象变量数据及其处理 151

13.3.4 植被数据及其处理 151

13.3.5 土地利用数据及其处理 151

13.3.6 高程数据及其处理 152

第14章 基于CLIMEX与种群动态模型的红火蚁潜在分布分析 153

14.1 红火蚁简述 153

14.2 材料与方法 154

14.2.1 材料 154

14.2.2 方法 154

14.3 结果与分析 156

14.3.1 CLIMEX模型大尺度分析结果 156

14.3.2 CLIMEX局部地区限制因素分析结果 161

14.3.3 种群动态模型分析结果 165

14.3.4 模型分析与实际发生情况对比分析结果 167

14.4 讨论与结论 167

14.4.1 气温和降水对红火蚁定殖的影响 167

14.4.2 高山对红火蚁定殖的影响 169

14.4.3 CLIMEX与种群动态模型预测结果的差异 169

14.4.4 结论 170

第15章 基于空间统计模型的红火蚁潜在分布分析 171

15.1 材料与方法 171

15.1.1 材料 171

15.1.2 方法 172

15.2 建模过程及结果分析 173

15.2.1 数据探索 173

15.2.2 模型筛选 175

15.2.3 模型预测能力检验 180

15.2.4 基于GAM模型的红火蚁在中国的适生性分析结果 182

15.2.5 GAM模型分析结果的精确性假定判断 183

15.3 讨论与结论 184

15.3.1 CLIMEX、CDM和GAM 3种模型的建模理论对比分析 184

15.3.2 GAM模型讨论 184

15.3.3 结论 185

第16章 基于空间统计模型的马铃薯甲虫潜在分布分析 186

16.1 马铃薯甲虫简述 186

16.2 马铃薯甲虫在中国的适生区分析 187

16.2.1 环境数据 187

16.2.2 地图资料 188

16.2.3 分布数据资料及其处理 188

16.2.4 方法 189

16.2.5 DK-GARP模型预测结果 190

16.2.6 MaxEnt模型预测结果 190

16.2.7 GAM模型预测结果 193

16.3 DK-GARP、MaxEnt和GAM 3种模型预测结果比较 197

16.3.1 评估指标相互间关系的分析结果 197

16.3.2 模型预测能力对比分析结果 198

16.3.3 模型预测精度来源分析结果 199

16.3.4 适生区的划分及风险等级 202

16.4 讨论 203

参考文献 204