无人机遥感在森林资源监测中的应用研究进展

为了给森林资源监测中无人机遥感的应用研究提供依据,归纳了无人机遥感用于森林资源监测的技术流程,总结了在森林资源监测中常用的传感器类型,分析了无人机遥感在森林病虫害监测、林分树高测定、森林冠层结构与属性测定、树种组成识别、森林生物量测定中的应用和表现。得出通过无人机遥感搭载各种类型的传感器来收集森林信息,将是未来森林资源监测的一个重要方向;无人机遥感数字化、信息化、自动化提取森林结构参数将是无人机遥感用于森林资源监测中的发展趋势;此外,无人机遥感搭载多样化传感器以及传感器的小型化、商业化将进一步促进森林资源的精确监测。     

多源遥感数据在森林资源监测上的应用现状与发展趋势

文章对多源遥感在森林资源监测的应用现状及发展趋势进行阐述,相比传统森林资源监测投入大量人力开展外业调查,卫星遥感和无人机遥感在森林资源监测中具有明显优势。在基于多源遥感数据开展的森林资源监测研究中,笔者重点对比5种多源遥感在森林资源监测中的应用,包括森林病虫害监测、林分树高测定、森林冠层结构测定、树种组成及森林分类、森林生物量测定。认为资源卫星、微波遥感、成像光谱技术及三维遥感中的森林资源监测新技术、新方法,如深度学习智能分类、多源遥感融合技术将成为未来多源遥感森林资源监测新手段,应用差分GPS、三维遥感及高光谱结合数学计算机技术,可以提高不同层级的森林资源估测精度;无人机遥感的自动化、信息化将是无人机遥感应用于森林资源监测中的发展趋势;此外,长时间续航能力、搭载多类型传感器将进一步提高无人机遥感对森林资源的精准监测。     

天津市农田土壤水分监测预报研究

利用卫星监测的土壤含水量资料,研究了土壤水分与各气象要素之间的关系以及土壤水分自身的变化规律,并根据这此规律建立自由多种预测模式组成的土壤水分动态监测与预测系统。该系统的预测准确率在９０％以上。     

卫星遥感在森林病虫害监测上的研究进展

总结了近20年来卫星遥感技术在森林病虫害监测领域的研究进展,并概括了遥感监测模型的主要应用形式,指出了目前卫星遥感监测森林病虫害工作的局限性,展望了其应用前景。目的在于为卫星遥感监测森林病虫害工作提供一种有益的启示。     

无人机遥感在作物监测中的应用研究进展

无人机作为新型遥感平台,近年来发展迅速,应用领域不断拓展。无人机遥感技术被广泛用于作物监测,在农田作物长势监测、农作物营养诊断和产量估测等方面有所突破。本文从无人机遥感技术的特点、无人机平台的选择和传感器类型、在作物监测上的主要应用3个方面做了较为详细的综述,对无人机发展的难点进行了讨论,并对无人机遥感技术在作物监测上应用进行了展望。     

无人机遥感监测作物病虫害研究进展

病虫对作物生产构成了巨大的威胁,可直接或间接导致作物减产甚至绝收。快速、高效地掌握病虫的发生动态并及时防控,对作物增产保收具有重要意义。无人机遥感是现阶段监测作物病虫害的一项重要技术,具有实时、快速、高效、客观、大面积、无损监测等优点,将推动农业生产向优质、高效、安全、信息化以及智慧化方向发展。本文从无人机遥感监测作物病虫害概况、数据源种类、数据获取方法、数据处理流程及方法等方面进行归纳分析;指出无人机遥感监测作物病虫害中存在的病虫害特征选择、病虫害分类识别、传感器优化以及数据处理等主要问题,针对存在的问题提出了深化病虫害特征选择算法、建立专属病虫害光谱数据库、开发专一的病虫害监测传感器以及研发病虫害数据处理平台等发展策略,以期为无人机遥感监测作物病虫害的相关研究提供参考。     

不同遥感传感器监测森林虫害研究进展与展望

森林约占陆地面积的1/4,是全球生态系统重要组成部分。近年来害虫侵袭致使林木大量死亡,森林生态安全遭到破坏,亟需探寻一种简洁、高效的森林虫害监测方法。通过分析与总结国内外学者的研究,并查询相关书籍资料,对比多光谱、高光谱和微波等遥感传感器在森林虫害监测中的应用,对其优劣势进行分析。研究发现多光谱遥感空间分辨率高,但光谱分辨率较差,难以感知林木内部细微变化;高光谱遥感光谱分辨率高,可以感知林木内部细微变化,但其空间分辨率较低,且数据量大不易计算;微波遥感具有很强的穿透性,可进行全天候、全天时监测且不易受天气影响,但其空间分辨率低,难以获取林木光谱信息。未来应提高害虫区分能力、早期监测能力以及通过多源数据构建星空地协同的森林虫害遥感监测系统等发展趋势。为森林虫害遥感监测研究提供一种新思路。     

基于反射光谱和叶绿素荧光数据的作物病害遥感监测研究进展

作物病害是影响粮食产量和质量的生物灾害,病害的侵染消耗了作物营养和水分,扰乱了其正常的生命过程,引起了作物内部生理生化和外部表观形态的改变。冠层反射光谱能够较好地探测作物群体结构信息,叶绿素荧光能敏感反映作物光合生理上的变化,二者均能够实现作物病害的遥感探测。本文从作物病害遥感探测的方法和尺度两个方面综述了基于反射率光谱的作物病害遥感监测现状,概括了主动荧光、被动荧光以及协同日光诱导叶绿素荧光和反射率光谱在作物病害遥感监测中的研究进展,分析了反射率光谱和叶绿素荧光数据在作物病害遥感探测方面的优缺点,探讨了不同数据源、不同监测方法在作物病害遥感探测中可能存在的问题,并在此基础上展望了作物病害遥感监测的未来发展,旨在为后续利用反射率光谱和叶绿素荧光数据探测作物病害提供重要的参考依据。     

遥感监测土壤湿度的方法综述

通过对生态环境水热因子的遥感监测回顾,总结出定量地遥感监测土壤水分的方法主要有：微波遥感监测法、热惯量法、作物植被、亮温综合指数法和热红外法等,并对各方法的原理和具体的适用领域做了介绍和比较。     

土壤含水量高光谱遥感定量反演研究进展

高光谱遥感因其光谱信息丰富,在土壤含水量的反演中得到了广泛的应用。通过对土壤含水量遥感监测方法进行了归纳总结,对比分析了微波法、热红外法、光学法和高光谱法监测土壤含水量的优缺点以及适用范围;重点分析总结了土壤含水量高光谱遥感定量方法,简要阐述了统计模型和机理模型反演土壤含水量的研究进展,特别对辐射传输模型和几何光学模型等两个机理模型进行了说明,将近年来国内外学者在基于机理模型的土壤含水量遥感反演研究中获得的成果进行了归纳总结,并提出了存在的问题以及今后的研究方向。     

高光谱遥感土壤质量信息监测研究进展

高光谱遥感具有波段多且光谱连续等特点,在土壤质量信息的监测方面,利用高光谱遥感数据,能够实现对土壤特性的定量分析。总结了利用高光谱遥感技术获取土壤质量信息的方式和特点,以及影响土壤光谱反射特性的主要因素,回顾了国内外基于遥感的土壤质量信息提取的定量研究,并对研究中的问题进行了分析和展望。     

滨海盐土棉田棉花水、盐遥感监测系统的设计与实现

 为监测滨海盐土棉田棉花的水、盐状况,对盐碱地植棉提供理论依据。本研究运用软件工程的思维,耦合了基于地面遥感手段构建的棉花功能叶水、盐状况监测模型和土壤介电常数模型,开发了具有监测滨海盐土棉田棉花和土壤水、盐状况功能的遥感监测系统。系统以光谱反射率和土壤介电常数数据为基本输入,对棉花功能叶和棉田土壤水、盐状况进行了预测计算,运行结果以表格和图形的形式输出。应用结果表明,该系统操作简单、运行稳定,监测结果准确,可为农业生产者、管理人员和科技人员提供棉作数字化和科学化的决策支持。     

耕层土壤含水量间接光谱估测模型

为克服光学卫星遥感只能获取表层土壤光谱信息而不能用于直接估测耕层土壤含水量的局限性,建立基于表层土壤高光谱的耕层土壤含水量间接估测模型。以山东省济阳县85个潮土样本的含水量及高光谱数据为基础,根据表层与耕层土壤含水量的内在关系,建立耕层土壤含水量间接光谱估测模型。结果表明,表层土壤光谱反射率的对数变换效果较好,以1339、1457、1745、1969、1996 nm波段的对数变换值为估测因子,采用多元线性回归模型建立的表层含水量估测模型的决定系数为R ²=0.8911,平均相对误差为13.67%;土壤耕层与表层含水量之间存在着显著的相关性,R ²=0.8131;耕层土壤含水量间接光谱估测模型的精度较高,决定系数R ²=0.8138,平均相对误差为9.66%。研究表明,山东省济阳县潮土表层、耕层含水量之间存在着显著的相关性,利用表层土壤光谱间接估测耕层土壤含水量是可行有效的。     

土壤侵蚀及其评价、校验方法研究进展

土壤侵蚀是导致土地退化、农业减产和生态功能退化的全球性环境问题,受到国内外众多学者的普遍关注。目前,土壤侵蚀研究方法主要有径流小区、同位素示踪、稀土元素（REE）示踪、侵蚀模型模拟以及遥感和测量学的定性评价等,各方法均有其自身的特点、优势和适宜的研究尺度。其中,同位素、REE等示踪方法适合在坡面和小流域尺度应用,有助于土壤侵蚀过程的深入理解和土壤侵蚀模型的建立及验证。而GIS和RS在土壤侵蚀物理过程模型中的应用为区域尺度土壤侵蚀的评价、预测和调控奠定了基础。今后的研究应当加强土壤侵蚀过程和侵蚀机理研究,综合运用各种研究方法和手段,实现大尺度土壤侵蚀评价、预测和验证的动态、快速实现。     

地膜覆盖方式对花生田土壤含水量、温度及产量的影响

为探讨半干旱区地膜覆盖方式对花生田土壤水分、温度及植株生长发育动态特征的影响,测定了不同覆盖方式下,垄作花生各生育时期耕层土壤水分(0-40 cm)、土壤温度(0-25 cm)变化情况。结果表明:覆盖方式影响0-40 cm土层土壤含水量变化,随生育期推进,各土层和起垄位置土壤含水量均表现为抛物线变化趋势;各覆盖方式下,花生苗期垄面处0-40 cm土层含水量明显低于垄沟处,且苗期至开花期垄沟处土壤含水量降幅较大。不同覆盖方式主要通过提高日最高温度来影响耕层土壤温度的变化,花生生长前期,地温受覆盖方式影响强烈,多垄覆盖方式的日最高温度较高,达36.2℃;花生生育后期,地温受覆盖方式的影响较小;开花后,覆盖方式对0-10 cm日地温的影响不明显,但对15-25 cm土层14:00—18:00时地温影响较大。覆盖栽培对花生田土壤14:00温度影响强烈,可使花生苗期耕层土壤日平均温度升高0.5~2.4℃,且最高温度出现在15 cm土层的垄面花生行间位置。地膜覆盖可增产16.81%~37.17%,水分利用效率提高17.03%~37.42%。常规起垄覆膜双行栽培花生的覆盖方式是较为经济、高效、易耕作的覆盖种植方式。     

Influence of Soil Moisture on Growth, Water Use and Yield of Mustard

A field experiment was conducted to study the influence of soil moisture on growth, water use and yield of mustard ( Brassica juncea L. cv. Rai 5 ). Two soil moisture regimes were rainfed and irrigated at 10 days interval throughout the growing season. The total amount of water received as irrigation was 110 mm and as rainfall was 15 mm. Total dry matter per unit ground area, leaf area index (LAI), crop growth rate (CGR) and net assimilation rate (NAR) were increased and leaf area ratio (LAR) and specific leaf area (SLA) were decreased by irrigation. Chlorophyll content and relative leaf water content (RLWC) were increased by irrigation, but proline content was greater in the rainfed crop at both the flowering and pod-filling stages. Time taken to first flowering, duration of flowering, number of seeds/pod and harvest index were unaffected by irrigation. Plant height at harvest, number of pods/plant, seed yield and oil content of seeds were increased and 1000-seed weight was decreased by irrigation. The consumptive use of water increased with an increase in water supply, but the water use efficiency (WUE) was decreased.     

不同耗水强度下节水灌溉稻田土壤含水率与非饱和土层厚度关系研究

为了探索基于土壤非饱和层厚度指导水稻节水灌溉的可能性,研究节水灌溉稻田土壤含水率与非饱和土层厚度的关系非常必要。本文通过设计盆栽试验,针对不同耗水强度开展连续观测,根据实时观测的土壤含水率与非饱和土层厚度,建立起两者之间的定量关系。结果表明：稻田日耗水强度越大,其非饱和土层厚度随时间增加的速率越大,达到最大值所需的时间越短。非饱和土层随时间增加时对应的土壤含水率则随时间下降,两者之间成负相关关系。通过建立土壤含水率与非饱和土层厚度的二次抛物线关系,结果显示将非饱和土层厚度作为水分控制指标指导灌溉精度高、切实可行。最后,将土壤含水率与非饱和土层厚度关系曲线运用到水稻控制灌溉的实践中,推算出土壤含水量下限对应的非饱和土层厚度值,确定以非饱和土层厚度为指标的控制灌溉方法,为黑龙江地区水稻节水灌溉管理技术提供参考,为下一步的水分运动模型率定及模拟更多土质和更多耗水情形下的土壤水分提供依据。