第1章 农业定量遥感基础 1
1.1 农业定量遥感流程 1
1.2 定量遥感应用的农学基础 4
1.2.1 植被的反射光谱特征 4
1.2.2 土壤的反射光谱特征 5
1.2.3 植被的荧光光谱特征 8
1.2.4 叶片生化组分与吸收特征波段 9
1.3 农业定量遥感的需求 10
参考文献 15
第2章 农业定量遥感试验设计、数据获取方法与规范 18
2.1 农田取样与遥感配套的农学参数测试规范 18
2.1.1 主要农学参数的选择 18
2.1.2 观测时期的选择 19
2.1.3 作物生理生化参数测定 22
2.1.4 作物生物量与形态结构参数测量 25
2.1.5 土壤理化参数测定 32
2.1.6 环境参数测量 34
2.1.7 作物品质遥感地面调查规范 35
2.2 地物光谱测量原理、方法与规范 37
2.2.1 地物光谱测量原理与规范 37
2.2.2 地物反射率波谱数据测定原理和处理方法 39
2.2.3 地物光谱测量规范 42
2.3 荧光光谱测量原理、方法与规范 44
2.3.1 叶片水平的叶绿素荧光探测方法与实验装置 45
2.3.2 冠层水平的Fraunhofer线探测日光诱导荧光方法 48
2.4 农业定量遥感应用试验 50
2.4.1 小麦冠层生理生化参数遥感反演试验 51
2.4.2 小麦冠层生化组分垂直分布遥感反演试验 52
2.4.3 玉米冠层生理生化参数遥感反演试验 52
2.4.4 作物品质遥感预测预报试验 53
2.4.5 作物株形遥感识别试验 57
2.4.6 作物病害遥感识别和损失评估试验 58
2.4.7 作物逆境荧光遥感探测试验 59
2.4.8 基于遥感数据的变量施肥试验 61
参考文献 61
第3章 农业定量遥感数据处理 63
3.1 农业定量遥感数据预处理 63
3.1.1 遥感器定标 63
3.1.2 大气校正 65
3.1.3 几何校正 68
3.2 不同平台遥感数据的大气校正实例 69
3.2.1 航空成像光谱数据OMIS的大气校正 69
3.2.2 Landsat TM/ETM遥感影像大气纠正 84
3.3 遥感信息融合技术 102
3.3.1 常用的影像融合方法 102
3.3.2 两种高保真的影像融合方法及评价 104
3.4 遥感作物分类技术 114
3.4.1 遥感图像分类的概念 114
3.4.2 遥感图像分类的原则与步骤 114
3.4.3 遥感图像分类的基本算法 115
3.4.4 作物种植面积遥感监测的时相选择研究 120
3.4.5 基于地物空间信息的浮动先验概率最大似然作物分类研究 122
3.4.6 利用多时相Landsat近红外波段监测冬小麦和苜蓿种植面积 130
3.4.7 利用多时相遥感影像监测季节性裸露农田 134
参考文献 138
第4章 作物定量遥感监测理论与模型 141
4.1 不同肥水管理条件下的冬小麦全生育期光谱响应 141
4.1.1 肥水胁迫条件下冬小麦的生理生化参数的响应 141
4.1.2 肥水胁迫条件下的冬小麦冠层光谱特性 142
4.2 不同管理条件下的夏玉米全生育期光谱响应 143
4.2.1 不同种植密度下的夏玉米反射光谱特性 144
4.2.2 夏玉米生长发育进程的反射光谱特性 144
4.2.3 不同叶面积指数下的夏玉米反射光谱特性 145
4.2.4 氮素胁迫下的夏玉米反射光谱特性 145
4.3 作物生物生理生化参数的模型反演 146
4.3.1 基于PROSPECT模型的叶片水平的反演 147
4.3.2 基于PROSAIL模型的作物信息模型反演 150
4.4 作物光谱特征分析和特征选择 156
4.4.1 植被指数 156
4.4.2 导数光谱分析 157
4.4.3 光谱吸收谷／反射峰特征分析 159
4.4.4 光谱特征位置分析与提取 161
4.5 作物生理生化参数的经验／半经验定量遥感模型 163
4.5.1 叶面积指数反演模型 163
4.5.2 叶片水分光谱反演模型研究 163
4.5.3 基于红边宽度的植株含水量光谱反演模型 168
4.5.4 冬小麦叶绿素遥感反演模型 170
4.5.5 作物氮素遥感反演模型 171
4.5.6 冠层糖氮比的光谱反演 171
4.6 冠层养分垂直分布的光谱反演 174
4.6.1 作物生化组分的垂直分布 175
4.6.2 基于偏最小二乘法算法的作物生化组分垂直分布遥感反演 176
4.6.3 基于多角度光谱信息的作物生化组分垂直分布遥感反演 178
4.7 作物株形指标的反演 181
4.7.1 不同生育时期、不同株形品种特征 181
4.7.2 多时相数据对小麦株形的识别 182
4.7.3 多时相数据对玉米株形的识别 183
4.7.4 基于多角度信息的作物株形遥感识别 184
4.8 作物水肥胁迫的叶绿素荧光被动探测与诊断 191
4.8.1 单叶水平小麦水分胁迫荧光探测 191
4.8.2 单叶水平玉米不同水分胁迫下的反射率光谱和荧光光谱 193
4.8.3 冠层水平水分胁迫荧光探测 195
4.8.4 小麦氮肥胁迫的叶绿素荧光诊断 196
4.9 定量遥感肥水参数与作物模型的链接 198
4.9.1 定量遥感肥水参数与作物模型链接的方法 198
4.9.2 定量遥感肥水参数与作物模型的链接流程 199
4.9.3 模型链接的应用及影响因子分析 200
4.9.4 定量遥感参数与农学模型链接的实例 201
参考文献 203
第5章 基于遥感技术的精准生产管理决策 207
5.1 农田尺度作物长势变异与遥感监测 207
5.1.1 利用航空成像光谱数据监测土壤供氮量及变量施肥 207
5.1.2 基于Quickbird遥感影像的农田管理区域划分 210
5.1.3 基于OMIS航空遥感影像的管理区域划分与验证 220
5.2 基于遥感技术的作物精准施肥理论与试验 226
5.2.1 变量施肥研究的必要性和研究现状 226
5.2.2 基于土壤养分数据的冬小麦变量施肥技术 227
5.2.3 基于冠层光谱指数的冬小麦变量施肥技术 231
5.2.4 基于不同叶位SPAD值的变量施肥技术 236
5.2.5 基于遥感数据及作物生长模型的冬小麦变量施肥研究 240
5.2.6 基于遥感技术的作物精准施肥理论与试验存在的问题及展望 243
5.3 基于遥感技术的作物精准灌溉理论、算法与试验 244
5.3.1 基于遥感技术的作物精准灌溉理论、算法与试验 244
5.3.2 土壤含水量遥感探测技术 246
5.3.3 作物水分探测与精准灌溉决策试验 254
参考文献 256
第6章 作物长势和产量遥感监测理论与应用 259
6.1 作物长势遥感监测 259
6.1.1 作物长势遥感监测原理与方法 259
6.1.2 株型对作物长势遥感监测的影响 263
6.1.3 基于高光谱定量遥感的作物长势诊断 270
6.2 作物产量遥感监测 276
6.2.1 作物产量遥感预测原理与方法 276
6.2.2 作物单产遥感监测应用 280
参考文献 288
第7章 作物品质遥感监测理论与应用 290
7.1 作物品质遥感监测的指标与需求分析 290
7.1.1 作物品质评价指标 290
7.1.2 我国作物品质现状 291
7.1.3 作物品质的主要影响因素 292
7.1.4 作物品质监控现状与遥感品质监测的思路 292
7.2 作物品质形成的农学机理 294
7.2.1 碳氮代谢与作物品质 294
7.2.2 品质形成的影响因素 297
7.3 作物品质遥感监测预报原理和方法 299
7.3.1 作物品质遥感监测预报模式 299
7.3.2 作物品质遥感监测技术路线 300
7.3.3 作物品质监测预报方法 301
7.3.4 作物品质遥感监测的基本流程 302
7.3.5 作物品质遥感监测模型 302
7.4 作物品质遥感监测技术集成及应用 303
7.4.1 基于氮素运转的小麦品质遥感监测 303
7.4.2 水肥胁迫下的小麦品质监测预报 327
7.4.3 利用多时相遥感数据监测小麦籽粒品质 330
7.4.4 多源遥感数据集成预报作物品质 336
7.5 区域作物品质遥感监测预报示范应用 341
7.5.1 北京小麦品质遥感监测应用示范 341
7.5.2 河南小麦品质遥感监测应用示范 341
7.5.3 黑龙江小麦、大麦、水稻、大豆品质遥感监测应用示范 344
7.5.4 江苏小麦品质遥感监测应用示范 347
7.6 作物品质监测与调优栽培信息系统 349
7.6.1 系统总体结构设计 349
7.6.2 系统功能实现数据流程 350
7.6.3 系统主要功能介绍 351
参考文献 354
第8章 作物病虫灾害遥感监测研究 356
8.1 作物病害遥感监测研究 356
8.1.1 冬小麦条锈病光谱特征及遥感监测 356
8.1.2 小麦条锈病的荧光遥感探测 368
8.2 小麦蚜虫遥感监测 373
8.3 冬小麦倒伏遥感监测 374
8.3.1 倒伏小麦冠层光谱特征分析 375
8.3.2 多时相卫星遥感监测小麦倒伏程度 377
8.4 冬小麦冻害遥感监测 378
参考文献 380