农作物病虫害遥感监测研究进展与发展对策
农作物病虫害研究的现状与展望
04
农作物病虫害研究发展趋势
跨学科研究趋势
生物学
研究病虫害的生物学特性，包括 繁殖、传播、侵染机制等，为防 治策略提供科学依据。
环境科学
研究病虫害与环境的关系，探索 气候变化、土壤条件等因素对病 虫害发生的影响。
信息技术
利用遥感、GIS等技术进行病虫害 监测与预测，提高预警和防治的 时效性。
绿色防控趋势
02
农作物病虫害研究技术
生物技术应用
基因编辑技术
利用基因编辑技术如CRISPR-Cas9系统，对农作物进 行基因改造，以提高抗病性和耐虫性。
抗病抗虫育种
通过基因工程和分子标记辅助育种，培育具有抗病抗 虫特性的新品种。
生物农药开发
利用微生物、植物提取物等生物资源，开发高效、低 毒、环保的生物农药，替代传统化学农药。
这三种病害是水稻种植中常见的病虫 害，对水稻的产量和品质影响较大。
玉米种植中常见的虫害，对玉米的产 量和品质产生影响。
小麦锈病、赤霉病
小麦种植中常见的病害，对小麦的生 长和产量也有较大影响。
病虫害发生情况
由于气候变化、种植结构调整等因素，农作物病虫害的发生情况也在不断变化。 例如，一些原本在南方地区发生的病虫害逐渐向北方地区扩散，一些原本次要的 病虫害逐渐成为主要的病虫害。
果和降低环境污染。
农药残留检测
利用化学分析手段，对农 作物中的农药残留进行检
测，确保农产品安全。
农药使用技术优化
通过研究农药的理化性质 和作用机制，优化农药的 使用方法和剂量，提高防 治效果并减少对环境的负
面影响。
03
农作物病虫害防治技术展望
生物防治技术展望
生物防治技术
利用天敌、微生物农药等生物资源来防治农作物病虫害，具有环保、可持续的优点。未来生物防治技术将更加注重研 发高效、低毒的生物农药，提高防治效果，降低对环境的负面影响。
无人机遥感技术在作物病虫害监测方向的科研进展
无人机遥感技术在作物病虫害监测方向的科研进展贪夜蛾、春尺蠖、棉叶螨、三点斑叶蝉、白粉病、七星瓢虫等病虫灾害，是作物生产面临的主要胁迫之一，因此病虫害防治也成为种植管理中的主要预防方向，在如今科技的加持下，病虫害防治也多了一层科技色彩。
随着无人机、遥感等产业的快速发展，由于无人机具备运行成本低、灵活度高、采集迅速、覆盖面广等特点，结合遥感技术基于其精准、快速、大面积、无破坏等特点，在多个行业展开了一定程度上的应用。
综合无人机与遥感技术的独特优势，浙江大学工业、生物与农业几大实验室，联合开展就无人机监测作物病虫害的相关研究。
研究首先从处理监测数据获取和处理部分开始，梳理了无人机作物病虫害遥感监测方法。
以无人机为遥感监测平台，利用搭载的各种传感器获取目标作物的遥感影像、视频、点云等数据，通过对数据的处理、挖掘和建模来获取作物病虫害胁迫信息。
监测方法大致可分为：单一遥感监测方法和综合遥感监测方法，分别获取作物病虫害胁迫数据，利用统计分析、机器学习等方法来处理及分析。
从可见光成像遥感、多光谱成像遥感、高光谱成像遥感、热红外成像遥感、激光雷达成像遥感和多遥感融合六个不同角度，对比方面分析国内外无人机遥感监测作物病虫害的研究方法与进展。
当前研究表明，相比于单一来源的监测数据，融合更多元的遥感监测数据将能实现优势互补，为作物病虫害胁迫监测提供更全面信息，达到更为理想的监测效果。
未来，需要继续深入探索数据融合在作物病虫害胁迫中的研究与应用，构建通用性强、精度高的遥感监测算法和模型。
总结起来，利用无人机遥感监测病虫害胁迫的相关研究与应用还处于初级阶段，不仅在无人机飞行平台和机载传感器的研发、应用和管理方面存在问题，而且在遥感监测病虫害胁迫数据的获取、处理和应用方面也具有极大的提升空间，提出了无人机遥感监测作物病虫害胁迫中尚未解决的关键技术问题与未来的发展方作为技术设备的应用者，期待研究成果能早日能落地应用，提升农业生产的效率与产量。
农作物病虫害研究的现状与发展趋势
色板诱杀
利用害虫对颜色的趋性，设置色板诱杀害虫。
04
农作物病虫害研究的发展趋势
智能化监测预警系统
智能化监测预警系统是利用现代信息技术手段，对农作物病虫害进行实时监测和预警的一种新型技术 手段。
该系统通过安装各种传感器和摄像头等设备，收集农田环境数据和病虫害发生情况，利用大数据和人工 智能技术进行分析和处理，预测病虫害发生趋势和危害程度，为防治决策提供科学依据。
防治策略的调整
针对新型病虫害，需要不断更新防治策略和技术，加强国际合作与交流，共同应对新型 病虫害的挑战。
环境保护与可持续发展
生态平衡与环境保护
在防治农作物病虫害时，应注重生态平 衡和环境保护，避免对生态环境造成不 良影响。
VS
可持续发展策略
推广使用生物防治、天敌等环保措施，减 少化学农药的使用量，实现农业的可持续 发展。
轮作制度
轮作可以改变土壤的理化性质，影响病原菌和害虫 的生存环境，减少病虫害的发生。
选用抗病品种
选用对病虫害具有较高抗性的农作物品种，是防治 病虫害的重要手段之一。
合理密植
合理密植可以改善田间的通风透光条件，降低湿度 ，减少病虫害的发生。
生物防治技术
天敌保护利用
保护和利用天敌资源，如捕食性昆虫、寄生性昆虫、微生物等，可以有效地控 制害虫的数量。
提高农民防治意识与技术水平
农民防治意识
加强农民的防治意识，让他们认识到农作物 病虫害防治的重要性，提高防治的积极性和 主动性。
技术培训与指导
开展技术培训和指导活动，提高农民的防治 技术水平，使他们能够科学、有效地防治农 作物病虫害。
06
农作物病虫害研究典型案例分析
案例一：水稻病虫害的综合防治
无人机遥感监测作物病虫害胁迫方法与研究进展
3、数据处理和分析：将采集到的光谱数据进行预处理（如去噪、标准化 等），提取与作物病虫害相关的特征信息。再利用机器学习或人工智能算法对特 征信息进行分类和识别，实现作物病虫害胁迫的监测。
参考内容
无人机遥感监测作物病虫害胁迫方法在农业生产中具有重要意义。随着科技 的不断进步，无人机遥感技术日益成熟，为作物病虫害胁迫监测提供了新的解决 方案。本次演示将概述无人机遥感监测作物病虫害胁迫方法的发展历程和最新研 究进展，并详细介绍其技术原理、实验设计与数据分析方法以及应用前景与展望。
2、多光谱与红外成像
除了高分辨率图像获取外，还有研究者利用多光谱和红外成像技术进行无人 机遥感监测作物病虫害胁迫。多光谱成像技术可以获取作物生长过程中的多种信 息，如叶绿素含量、水分分布等。有研究者利用多光谱成像技术对水稻病害进行 了监测，通过建立偏最小二乘回归模型对叶绿素含量进行估算，并取得了较好的 效果。另外，红外成像技术可以对作物内部的热特征进行检测，从而识别出病虫 害发生的部位。
展望未来，无人机遥感监测作物病虫害胁迫方法将不断发展和完善。首先， 需要进一步提高该方法的自动化程度和智能水平，减少人工干预和操作成本。其 次，需要加强多部门和多学科的合作，将无人机遥感监测技术与传统的农学、植 物保护学等领域进行深度融合，共同推进农业现代化进程。
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三、无人机遥感监测作物病虫害 胁迫的技术原理
无人机遥感监测作物病虫害胁迫的技术原理主要包括传感器、数据采集与处 理等方面。传感器是无人机的核心部件之一，可以获取作物的多种信息，如颜色、 纹理、形状等。常用的传感器包括高分辨率相机、多光谱相机、红外相机等。数 据采集是指通过无人机飞行获取大量的遥感图像数据，并对这些数据进行预处理， 如去噪、增强等。数据处理主要包括特征提取和模型建立两个方面，用于自动识 别和分类作物的病虫害类型和胁迫程度。
农作物病虫害的遥感监测与防控
农作物病虫害的遥感监测与防控农作物病虫害是农业生产中一个严重影响农作物产量和质量的问题。
传统的病虫害监测与防控方法存在着时间、人力和空间限制，难以实现及时、准确的预警与防控措施。
然而，随着遥感技术的不断发展和应用，农作物病虫害的遥感监测与防控成为一种新的手段和解决方案。
本文将深入探讨农作物病虫害的遥感监测与防控的技术原理和应用前景。
一、遥感技术在农作物病虫害监测中的应用遥感技术是通过获取地球表面的电磁波信号并进行分析处理，获取地表的信息和数据。
在农作物病虫害监测中，遥感技术可以通过多光谱、高光谱和雷达等遥感数据获取方法获取农田的图片、光谱数据和高程数据，进而提供病虫害的信息和数据基础。
与传统的人工巡查相比，遥感监测具有以下优势：1.广覆盖性：遥感技术可以实现对大范围地区的监测，同时可以通过多源遥感数据的融合进行全面、准确的监测和分析。
2.实时性：遥感技术可以实现对农田的实时监测，及时获取农作物的生长状态和病虫害的发展情况。
3.精准性：通过遥感数据的分析处理，可以获取各个光谱波段下的农田信息，从而实现对病虫害的准确识别和定量分析。
二、农作物病虫害的遥感监测方法1.农作物健康指数测算农作物的健康指数是通过遥感图像分析农田的植被指数信息，反映农作物的生长状况和病虫害的影响程度。
常用的健康指数包括归一化植被指数（NDVI）和差异植被指数（DVI）。
通过对农田遥感图像进行灰度拉伸、反射率转换和波段选择等处理，可以获得植被指数的信息，进而分析农作物的健康状态和病虫害的发生情况。
2.农作物病虫害的遥感识别通过对农田遥感图像进行目标检测和分类，可以实现农作物病虫害的遥感识别。
目标检测主要包括基于特征的检测方法和基于机器学习的检测方法。
特征检测方法通过提取图像中的纹理、色彩和形状等特征，结合农作物病虫害的特点进行识别。
机器学习方法则通过训练和学习遥感图像的特征和目标信息，实现对农作物病虫害的自动识别。
三、农作物病虫害的遥感防控措施1.定点喷洒与精准施药通过遥感技术获取农田的病虫害分布和密度信息，结合农作物的生长状态和气象数据，可以实现定点喷洒和精准施药。
我国水稻病虫害综合防治技术研究现状及发展建议
我国水稻病虫害综合防治技术研究现状及发展建议一、内容综述我国水稻是世界上最重要的粮食作物之一，但是由于气候变化、种植方式的改变等因素，水稻病虫害问题日益严重。
为了保障我国水稻的高产稳产，防治水稻病虫害已经成为了当前农业生产中的重要任务。
本文将对我国水稻病虫害综合防治技术的研究现状进行综述，并提出一些建议，以期为我国水稻病虫害的防治工作提供参考和借鉴。
A. 研究背景我国水稻是世界上最重要的粮食作物之一，但也是病虫害最为严重的一种。
据统计我国每年因水稻病虫害造成的损失高达数百亿元人民币。
因此研究水稻病虫害综合防治技术对于保障我国粮食安全、提高农民收入具有重要意义。
近年来随着科技的发展，我国在水稻病虫害综合防治技术研究方面取得了一定的成果，但仍存在一些问题和挑战。
例如现有的防治技术还不够高效、环保、经济实惠等。
因此我们需要进一步加强研究，探索更加科学、有效的防治方法和技术，以期为我国水稻生产提供更好的保障。
B. 研究目的和意义随着我国农业生产的快速发展，水稻作为粮食生产的重要作物，其产量和质量直接关系到国家粮食安全。
然而近年来水稻病虫害问题日益严重，给农业生产带来了很大的困扰。
因此研究我国水稻病虫害综合防治技术具有重要的现实意义。
首先研究水稻病虫害综合防治技术有助于提高水稻产量，病虫害是影响水稻产量的主要因素之一，通过研究有效的防治措施，可以降低病虫害对水稻的危害，从而提高水稻的产量。
这对于保障我国粮食安全，缓解粮食压力具有重要意义。
其次研究水稻病虫害综合防治技术有助于保护生态环境，过度使用农药不仅会对人体健康造成危害，还会对环境造成污染。
通过研究生物防治、物理防治等非化学手段，可以减少农药的使用量，降低对环境的影响。
这对于实现绿色发展，保护生态环境具有重要意义。
研究水稻病虫害综合防治技术有助于提高农民收入，病虫害会导致水稻减产甚至绝收，给农民带来巨大的经济损失。
通过推广应用综合防治技术，可以降低病虫害对水稻的影响，提高水稻产量，从而增加农民收入。
农作物病虫害遥感监测综述
农作物病虫害遥感监测综述随着科技的不断进步和发展，遥感技术已经成为农作物病虫害监测的重要手段。
本文将对农作物病虫害遥感监测进行综述，包括背景和意义、研究现状、方法和成果，以及未来研究方向和建议。
农作物病虫害遥感监测是指利用遥感技术对农作物病虫害进行大范围、实时、动态的监测和评估。
遥感技术的优势在于其具有大范围、快速、无损等特性，可以为农作物病虫害监测提供更为便捷和准确的数据支持。
农作物病虫害遥感监测的目的在于及时发现病虫害，防止其扩散和传播，降低农业生产损失。
随着遥感技术的不断发展，农作物病虫害遥感监测的方法也在不断改进和完善。
目前，农作物病虫害遥感监测主要采用以下几种方法：可见光和红外遥感技术是农作物病虫害遥感监测中最常用的方法之一。
通过获取农作物反射和发射的电磁波信号，可以获取农作物的光谱特征，进而识别出病虫害的类型和程度。
高光谱遥感技术是一种能够获取连续光谱信息的技术。
通过对农作物的高光谱数据进行处理和分析，可以得出农作物的生化成分、生长状况等信息，有助于准确判断农作物病虫害的状况。
雷达遥感技术是一种利用微波遥感农作物的技术。
该技术可以穿透云层和植被冠层，获取农作物的三维结构信息，进而计算出农作物的生物量、叶面积指数等信息，为农作物病虫害监测提供依据。
近年来，人工智能技术在农作物病虫害遥感监测中得到了广泛应用。
利用机器学习和深度学习等技术，对遥感图像进行自动分析和识别，能够快速、准确地检测出农作物病虫害的类型和范围。
农作物病虫害遥感监测应用前景及未来研究方向农作物病虫害遥感监测具有广阔的应用前景。
该技术可以为农业生产提供及时、准确的病虫害信息，指导农民进行科学防治，提高农业生产效率。
农作物病虫害遥感监测可以为农业部门提供决策支持，帮助制定合理的农业政策和措施。
该技术还可以为科研人员提供研究数据，有助于深入探讨农作物病虫害的发生规律和传播途径。
未来，农作物病虫害遥感监测研究方向主要包括以下几个方面：尽管目前农作物病虫害遥感监测技术已经取得了一定的成果，但在准确性和可靠性方面仍存在不足。
遥感技术在精准农业中的现状及发展趋势
遥感技术在精准农业中的现状及发展趋势遥感技术在精准农业中起着重要的作用，可以对农业生产中的土地利用、作物品质、病虫害监测等关键问题进行预测和管理。
本文将就遥感技术在精准农业中的现状和发展趋势进行分析。
1.土地利用监测土地是农业生产中最重要的因素之一，针对土地利用进行监测和管理可以更好地掌握土地资源的利用情况。
遥感技术通过获取卫星图像和数字高程模型等数据，可以定量化和分类化研究土地利用问题。
对于土地零碎化的问题，可以通过遥感技术进行精确的边界绘制，从而更好地保护自然生态。
2.作物监测与预测作物是农业生产的核心部分，针对作物的生长情况进行监测和预测有利于提高产量和保障作物品质。
遥感技术可以根据重要作物的光谱反射特征、生长周期等，通过无人机、卫星等进行快速监测。
同时，通过建立作物生长模型，提前进行农作物种植周期的预测和优化决策，从而为农业生产的成功提供有力保障。
3.病虫害监测与管理病虫害是影响农业生产的一大关键因素，对病虫害进行监测和管理可以更好地进行农作物保护。
通过遥感技术获取农田中昆虫成像、纹理和颜色等信息，以及进行训练，可以生成具有高准确度的分类器，用于自动化病虫害监控。
4.精准施肥精准施肥是提高作物的产量和品质的重要措施之一。
通过遥感技术获取指定区域内的作物光谱反射、植被指数等信息，结合土壤音波检测技术，可以实现准确精准的肥料施用，最大化地利用土壤养分，降低土壤污染等问题。
1.多源数据融合多源数据融合指传统的遥感技术、电磁波传感器等数据的融合。
由于遥感技术的无法解决某些农业问题，多源数据融合成为了解决问题的重要手段。
通过融合作物生长周期、土质、植被指数等信息，可以为精准农业提供更具有参考意义的数据。
2.智能化技术的应用智能化技术的应用正逐渐成为遥感技术的发展趋势。
例如，卷积神经网络在遥感图像分类，植被覆盖率估计等方面的运用，为遥感技术的可以更加精准和智能。
3.遥感技术与物联网的结合以物联网为基础的精准农业，在早期依赖于检测传感器搭载在装置上的数据来进行精准农业。
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粮农组织估计 ， 世界粮 食产 量常年 因虫 害损失 １ ％ ； ０ 世界 棉 花产量 因虫害损失 １％ ， ６ 因病害损失 １ ％ 。我 国是农业大 ４ 国， 农作 物受 病虫害的影 响非常严重 。农 作物病 虫害是影 响 作物最终产 量 的关 键 因素之 一。 因此 对病 虫 害进行 早期 监 测、 及时进行科学 防治 ， 是提高农作 物产量 、 减少农作 物经济
年 Ｒｎｈ ｒ等利用可见／ ｉｅａｔ 近红外 分光镜对 匍匐翦 股颖 的褐斑 病 和一 年 生 牧 草 的硬 币 圆状 斑 病进 行 了研 究 ；０ ３年 ２０
到多光谱 、 高光谱摄影 和扫描记 录上灰度值 的变化 。一般作
江苏农业科 学 ２ １ ０ ２年第 ４ ０卷第 ８期
李 卫国， 蒋 楠．农作 物病虫害遥感监测研 究进展 与发展对策 ［ ］ Ｊ ．江苏农 业科 学，０２，０ ８ ： ２ １ ４ （ ） １—３
农 作物病虫 害遥感监测研究 进展与发展对策
李卫 国 ，蒋 楠
（． １ 江苏省农业科学 院农业经济与信息研究所 ， 苏南京 ２ ０ １ ； ． 江 １０ ４ ２ 中国矿业大学 ， 江苏徐州 ２ １ ） ２ ６ １ １
任何物体都具有 吸收和反射不 同波长 电磁波 的特性 ， 这
是 物体 的基 本 特 性 。遥 感 技 术 也 是 基 于 同 样 的原 理 ， 用 搭 利
载在各种平 台（ 地面、 球 、 气 飞机 、 星等 ） 的传感器 （ 卫 上 照相 机、 扫描仪等 ） 接收 电磁波 ， 根据农 田作物 的波谱 反射 和辐射
物反射能力越强 ， 遥感影像上接收的辐射能量就越多 ， 颜色就 发 白、 发灰 ； 反之 ， 作物反射能力越弱 ， 图像上接收 的辐射能量 就越少 ， 颜色就发 暗、 发黑 ， 这就使得 利用遥感技术监 测大 田 作物病虫害发生状况成为可能 。
２ 农 作 物 病 虫害 遥 感 监 测 的 研 究 限 ， 以获得大范 围的资料 ， 难 而且 没有考虑气候变化 的影 响以及空 间分布 的情况 ， 因此必 须运 用无损 测报技术 ， 即在不破 坏植物组织结 构 的基础上 ， 时、 及 快速 、 大面积对作物的生长、 营养状况进行监测 。遥感技术 以
害遥感识别 ； ｏ ｒ 等相继 采用 彩红外 航空 相片 探测棉 花 Ｔｌ ｓ ｅ 根腐病和小麦锈病 ；９ ３年 Ｂａｑ ｅ 等利用彩红外 相片和 １８ ｌｚｕ ｚ
摘要 ：随着信息技术 的迅速发展 ， 遥感作为一种快 速监测手段 已经被运 用到农 作物 生长监 测与产 量估算 等诸多 方面 。介绍 了遥感监测农作 物病虫害的基本原理 ， 概述 了农作物病虫 害监 测的 国内外研究进展 ， 指出当前病虫害遥感 监测研究 中存在 的主要 问题 ， 并对未来 的发 展方向进行 了估计 。
反射 率 光 谱 开 展 西 红 柿 和 马 铃 薯 病 害 研 究 ； ９ ９年 １８
Ｌ ｒｎｅ ｏｅ ｚｎ等认为近红外波段和大麦 白粉病病情严重度 有较高 相关性 ；９ ３年 Ｍａ ｈ ｓ １９ ｌ ｕ 等发现可 用一 阶微 分光谱来 监测 ｔ
其宏观 、 快速 、 准确 、 动态等优点 ， 已较多应用于作物长势监测
损 失 的关 键 。
传统 的农作物病虫害测报方法主要通过实地 目测手查的 手段观察有无病虫害发生 及其危 害程度 ， 或用捕 捉虫蛾 等方 法判断病虫害暴发 的可能性 。这一实地调查法一直是病虫害
研究作物受病虫危害后 的光谱变化 ， 寻找 病虫危 害程 度
与原始光谱 、 植被指数 、 导数 光谱 等变化之 间的关系 ， 确定不 同作物和病虫害监测的敏感 波段和敏感 时期 ， 是利用遥 感技
识别与监测 的主要手段 ， 已为病虫 害的预测 预报 、 虽 制定合理
的 防治 措 施 发 挥 了重 要 作 用 ， 这 类 方 法 花 费 大 量 人 力 和 时 但
术监测农作物病虫害研究的热点和关键 。
２ ０世 纪 初 ，ａｂ ｎａ ｓ 首 次 利 用 航 空 相 片 开 展 植 物 病 Ｔ ｕ ｅｈｕ 等
关键词 ： 作物 ； 农 病虫 害 ； 遥感监测 ； 对策
中 图分 类 号 ： １７ Ｓ２ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： ０ —１０ （０ ２ ０ １ １ ３ ２ ２ １ ）８—００ 一 ２ ０２ ０ １ Ｏ
农 作 物 病 虫 害 极 易 给 农 业 生 产 造 成 巨大 损 失 。据 联 合 国
１９ ９ ９年 Ｒｅｅ ｉｄＵ等 研究 了受 麦 蚜 虫 和 麦 二 叉 蚜 胁 迫 的 冬 小 麦
叶片光谱特征 。以上研究表 明 ， 农作物受到病 虫害胁迫后 在可见 、 近红外波段会 出现一些 与未 患病作 物相 区别 的光谱
特征 ， 而这些特征 为光 谱诊 断提供 了依 据和线索 。随着高光 谱技术 的成熟和普及 ， 更多 的研 究在不 同作物 上展开 。２ ０ ０１ 年 ， ｏ ａａｈ 等提 出在水稻不同生育期可 以优选 可见光和近 Ｋ ｂｙ ｓｉ
特性 ， 识别作物的种类 和状 态。 当农 作物受 到病 虫害 等灾害
时， 叶片会 出现颜色 的改变、 结构 破坏或外形 改观等病态 ， 叶 片的反 射光谱有 明显 的改变 。作 物叶 片光 谱变化 ， 然影 响 必
红外 的反射 率 比值指 数来 估计 稻 瘟病 的危 害程 度 ；０２ ２ ０
与产量估算等方 面 ， 虽然遥感 技术 在农 作物病 虫害监 测方 面的研究也 时有报道并取得一些进展 ， 但仍然存在较多 问题 。
１ 农 作 物 病 虫 遥 感 监 测 的 基本 原 理
蚕豆病害的感染发生情况 ；９ ９年 Ａ ａ ｓ １９ ｄ ｍ 等利用 大豆黄痿
病光谱二阶导数设计的发黄 指数对病情评 价进行 了研究 ；