農(nóng)作物重大生物災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警技術(shù)

目　錄
序
前言
緒論/1
0. 1　農(nóng)作物病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警研究現(xiàn)狀/1
0. 2　農(nóng)作物病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警研究趨勢(shì)/3
0. 3　我國(guó)農(nóng)作物病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警工作建議/3
0. 3. 1　目前農(nóng)作物病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警存在的主要問(wèn)題/3
0. 3. 2　加強(qiáng)我國(guó)農(nóng)作物病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警工作的建議/4

第1 編　農(nóng)作物重大病蟲(chóng)害遙感監(jiān)測(cè)

第1 章　遙感技術(shù)與農(nóng)作物病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)/7
1. 1　遙感的概念/7
1. 2　遙感的發(fā)展歷程/7
1. 2. 1　無(wú)記錄的地面遙感階段/7
1. 2. 2　有記錄的地面遙感階段/8
1. 2. 3　空中攝影遙感階段/8
1. 2. 4　航天遙感階段/8
1. 2. 5　電磁輻射光譜/9
1. 3　病蟲(chóng)害遙感監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀/9
1. 3. 1　近地光譜監(jiān)測(cè)病蟲(chóng)害/10
1. 3. 2　低空和航天遙感/11
1. 3. 3　衛(wèi)星遙感/12
第2 章　數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理/14
2. 1　小麥病蟲(chóng)害研究區(qū)概況/14
2. 1. 1　氣候特點(diǎn)/14
2. 1. 2　地貌特征/14
2. 1. 3　土壤類(lèi)型/14
2. 1. 4　病蟲(chóng)害發(fā)生情況/15
2. 2　數(shù)據(jù)調(diào)查與資料收集/15
2. 2. 1　地面光譜數(shù)據(jù)采集/15
2. 2. 2　低空遙感圖像采集/16
2. 2. 3　Landsat TM 衛(wèi)星圖像采集/17
2. 2. 4　非遙感信息數(shù)據(jù)收集/18
2. 3　數(shù)據(jù)預(yù)處理/18
2. 3. 1　高光譜反射率數(shù)據(jù)預(yù)處理/18
2. 3. 2　遙感圖像預(yù)處理/18
2. 3. 3　其他數(shù)據(jù)處理/19
第3 章　利用小麥冠層光譜變化監(jiān)測(cè)麥蚜為害/20
3. 1　麥蚜簡(jiǎn)述/20
3. 2　材料與方法/21
3. 2. 1　試驗(yàn)材料/21
3. 2. 2　光譜測(cè)量方法/21
3. 2. 3　數(shù)據(jù)處理/21
3. 3　結(jié)果與分析/21
3. 3. 1　健康小麥冠層的基本光譜反射率特征/21
3. 3. 2　不同時(shí)期健康小麥的光譜特征/22
3. 3. 3　受麥蚜不同程度為害的小麥冠層光譜反射曲線分析/22
3. 3. 4　小麥群體反射率一階導(dǎo)數(shù)光譜在麥蚜發(fā)生時(shí)的變化/23
3. 3. 5　受麥蚜不同程度為害后小麥植被指數(shù)的變化/24
3. 4　結(jié)論與討論/26
第4 章　低空遙感監(jiān)測(cè)小麥白粉病/28
4. 1　小麥白粉病簡(jiǎn)述/28
4. 2　研究方法/29
4. 2. 1　低空遙感系統(tǒng)介紹/29
4. 2. 2　試驗(yàn)設(shè)計(jì)/29
4. 2. 3　接種方法與病害調(diào)查/30
4. 2. 4　低空遙感圖像采集/30
4. 2. 5　數(shù)據(jù)處理/30
4. 3　結(jié)果與分析/30
4. 3. 1　不同時(shí)期地面光譜與病情指數(shù)的相關(guān)性/30
4. 3. 2　低空遙感真彩圖和波段分解/31
4. 3. 3　低空遙感各波段反射率與病情指數(shù)的相關(guān)性/31
4. 3. 4　低空遙感各波段反射率與歸一化植被指數(shù)的相關(guān)性/32
4. 4　討論/32
第5 章　TM 圖像中病蟲(chóng)為害信息的提取/34
5. 1　材料與方法/34
5. 1. 1　麥蚜和小麥白粉病研究區(qū)位置/34
5. 1. 2　遙感數(shù)據(jù)準(zhǔn)備/34
5. 1. 3　TM 圖像預(yù)處理/34
5. 1. 4　TM 圖像的主成分分析/35
5. 1. 5　麥蚜和小麥白粉病為害特征信息提取方法/36
5. 1. 6　非遙感源數(shù)據(jù)/36
5. 2　結(jié)果與分析/37
5. 2. 1　研究區(qū)6 個(gè)波段影像特征分析/37
5. 2. 2　研究區(qū)各波段影像相關(guān)性分析/37
5. 2. 3　健康小麥田和受害小麥田實(shí)測(cè)光譜分析/38
5. 2. 4　基于實(shí)測(cè)光譜曲線的麥蚜和小麥白粉病特征信息提取/38
5. 2. 5　遙感像元DN 值分析/40
5. 2. 6　基于像元DN 值的麥蚜和小麥白粉病特征信息提取/41
5. 2. 7　方法驗(yàn)證/42
5. 3　討論/43

第2 編　重大遷飛性昆蟲(chóng)雷達(dá)遙感監(jiān)測(cè)

第6 章　遷飛昆蟲(chóng)研究法與昆蟲(chóng)雷達(dá)監(jiān)測(cè)技術(shù)/49
6. 1　遷飛昆蟲(chóng)研究法/49
6. 1. 1　昆蟲(chóng)遷飛與為害/49
6. 1. 2　昆蟲(chóng)遷飛的研究現(xiàn)狀/49
6. 1. 3　昆蟲(chóng)遷飛研究方法/50
6. 1. 4　傳統(tǒng)研究方法的局限性/52
6. 2　雷達(dá)昆蟲(chóng)學(xué)概述/52
6. 2. 1　昆蟲(chóng)雷達(dá)簡(jiǎn)介/52
6. 2. 2　雷達(dá)昆蟲(chóng)學(xué)的起源/53
6. 2. 3　國(guó)外雷達(dá)昆蟲(chóng)學(xué)的發(fā)展/54
6. 2. 4　我國(guó)雷達(dá)昆蟲(chóng)學(xué)的發(fā)展/55
6. 3　昆蟲(chóng)雷達(dá)技術(shù)/56
6. 3. 1　垂直監(jiān)測(cè)昆蟲(chóng)雷達(dá)技術(shù)/56
6. 3. 2　毫米波掃描昆蟲(chóng)雷達(dá)監(jiān)測(cè)技術(shù)/59
第7 章　雷達(dá)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)平臺(tái)/61
7. 1　研究區(qū)概況/61
7. 1. 1　東北和華北研究區(qū)概況/61
7. 1. 2　華南研究區(qū)概況/63
7. 2　昆蟲(chóng)雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/63
7. 2. 1　垂直監(jiān)測(cè)昆蟲(chóng)雷達(dá)系統(tǒng)/63
7. 2. 2　毫米波掃描昆蟲(chóng)雷達(dá)系統(tǒng)/66
7. 3　蟲(chóng)情資料收集/68
7. 3. 1　地面蟲(chóng)情資料的收集/68
7. 3. 2　空中蟲(chóng)情資料的收集/69
7. 3. 3　蟲(chóng)情資料的處理/70
7. 4　氣象數(shù)據(jù)分析/71
7. 4. 1　地面氣象資料的測(cè)定/71
7. 4. 2　空中風(fēng)溫場(chǎng)氣象數(shù)據(jù)的獲取/71
7. 4. 3　氣象數(shù)據(jù)處理/72
7. 5　雷達(dá)遙感系統(tǒng)平臺(tái)的建立/73
7. 5. 1　雷達(dá)及相關(guān)輔助設(shè)備的觀測(cè)/73
7. 5. 2　雷達(dá)回波的識(shí)別/73
7. 5. 3　不同昆蟲(chóng)種類(lèi)的辨別/73
7. 5. 4　遷飛路線的軌跡分析/74
7. 5. 5　統(tǒng)計(jì)分析/74
第8 章　草地螟遷飛行為與蟲(chóng)源分析/75
8. 1　草地螟簡(jiǎn)述/75
8. 2　誘蟲(chóng)結(jié)果/76
8. 3　雷達(dá)觀測(cè)結(jié)果/81
8. 3. 1　雷達(dá)目標(biāo)回波判別/81
8. 4　遷飛與氣流的關(guān)系/82
8. 4. 1　季節(jié)性遷飛高度/82
8. 5　草地螟遷飛蟲(chóng)源分析/84
8. 5. 1　2005年草地螟遷飛蟲(chóng)源分析/84
8. 5. 2　2006年草地螟遷飛蟲(chóng)源分析/86
8. 5. 3　2007年草地螟遷飛蟲(chóng)源分析/88
8. 6　討論/92
8. 6. 1　草地螟季節(jié)性遷飛/92
8. 6. 2　草地螟遷飛行為研究/93
8. 6. 3　草地螟遷飛的蟲(chóng)源分析/94
第9 章　旋幽夜蛾遷飛的證實(shí)及遷飛行為觀測(cè)/95
9. 1　旋幽夜蛾簡(jiǎn)述/95
9. 2　2005 年旋幽夜蛾的蟲(chóng)源分析/96
9. 2. 1　誘蟲(chóng)燈誘集結(jié)果/96
9. 2. 2　雷達(dá)監(jiān)測(cè)結(jié)果/96
9. 2. 3　氣象數(shù)據(jù)分析/98
9. 2. 4　1980—2002年5月中旬20 cm 土層平均地溫分析/98
9. 2. 5　夏季遷飛的軌跡分析/100
9. 3　2007 年旋幽夜蛾遷飛的雷達(dá)觀測(cè)/100
9. 3. 1　2007年北京延慶地區(qū)誘蟲(chóng)燈內(nèi)蟲(chóng)情/100
9. 3. 2　旋幽夜蛾活動(dòng)高峰期雷達(dá)回波的時(shí)空變化/102
9. 3. 3　雷達(dá)觀測(cè)點(diǎn)低空氣流與大區(qū)氣流分析/102
9. 4　討論/103
第10 章　稻飛虱夜間遷飛的毫米波掃描雷達(dá)觀測(cè)/105
10. 1　稻飛虱簡(jiǎn)述/105
10. 2　蟲(chóng)情信息/106
10. 2. 1　燈下白背飛虱和褐飛虱數(shù)量動(dòng)態(tài)分析/106
10. 2. 2　稻飛虱大田起飛觀察/108
10. 2. 3　稻飛虱遷飛中的性比和卵巢發(fā)育進(jìn)度/108
10. 2. 4　稻飛虱與天敵的關(guān)系/110
10. 3　雷達(dá)監(jiān)測(cè)結(jié)果/110
10. 3. 1　目標(biāo)識(shí)別/110
10. 3. 2　2007年第4代稻飛虱成蟲(chóng)的遷飛/110
10. 3. 3　2007年第5代稻飛虱成蟲(chóng)的遷飛/112
10. 3. 4　2007年稻飛虱回遷代的雷達(dá)監(jiān)測(cè)/114
10. 4　氣象數(shù)據(jù)/114
10. 4. 1　低空單點(diǎn)氣流/114
10. 4. 2　大氣動(dòng)力場(chǎng)分析/114
10. 5　稻飛虱北遷南回的軌跡分析/116
10. 6　討論/118
第11 章　稻縱卷葉螟夜間遷飛的毫米波掃描雷達(dá)觀測(cè)/121
11. 1　稻縱卷葉螟簡(jiǎn)述/121
11. 2　雷達(dá)觀測(cè)期間燈下誘蛾情況/122
11. 3　稻縱卷葉螟遷出的雷達(dá)觀測(cè)/122
11. 3. 1　稻縱卷葉螟遷出的時(shí)間動(dòng)態(tài)/123
11. 3. 2　稻縱卷葉螟密度的垂直分布/124
11. 4　稻縱卷葉螟遷出的軌跡分析/125
11. 5　討論/128


第3 編　重大外來(lái)入侵物種預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)分析

第12 章　外來(lái)入侵物種與風(fēng)險(xiǎn)分析/131
12. 1　外來(lái)物種入侵預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)分析研究狀況/132
12. 2　入侵有害生物物種空間分析技術(shù)體系概況/132
12. 3　建模思想與分析軟件研發(fā)/133
12. 3. 1　建模思想分類(lèi)/133
12. 3. 2　軟件實(shí)體的類(lèi)型/134
12. 3. 3　數(shù)據(jù)處理類(lèi)型分類(lèi)/134
12. 4　預(yù)測(cè)物種分布研究進(jìn)展/135
12. 5　預(yù)測(cè)物種分布研究展望/136
第13 章　生物入侵預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)分析通用技術(shù)體系的構(gòu)建/138
13. 1　外來(lái)入侵物種預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)分析: 問(wèn)題與不足/138
13. 2　外來(lái)入侵物種風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警分析系統(tǒng)原理/139
13. 2. 1　CLIMEX 模型原理、參數(shù)與算法/139
13. 2. 2　廣義可加模型(GAM)原理與方法/142
13. 3　外來(lái)入侵物種風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警分析數(shù)據(jù)及其處理方法/148
13. 3. 1　基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)/148
13. 3. 2　氣象數(shù)據(jù)及其處理/149
13. 3. 3　WorldClim 生物氣象變量數(shù)據(jù)及其處理/151
13. 3. 4　植被數(shù)據(jù)及其處理/151
13. 3. 5　土地利用數(shù)據(jù)及其處理/151
13. 3. 6　高程數(shù)據(jù)及其處理/152
第14 章　基于CLIMEX 與種群動(dòng)態(tài)模型的紅火蟻潛在分布分析/153
14. 1　紅火蟻簡(jiǎn)述/153
14. 2　材料與方法/154
14. 2. 1　材料/154
14. 2. 2　方法/154
14. 3　結(jié)果與分析/156
14. 3. 1　CLIMEX 模型大尺度分析結(jié)果/156
14. 3. 2　CLIMEX 局部地區(qū)限制因素分析結(jié)果/161
14. 3. 3　種群動(dòng)態(tài)模型分析結(jié)果/165
14. 3. 4　模型分析與實(shí)際發(fā)生情況對(duì)比分析結(jié)果/167
14. 4　討論與結(jié)論/167
14. 4. 1　氣溫和降水對(duì)紅火蟻定殖的影響/167
14. 4. 2　高山對(duì)紅火蟻定殖的影響/169
14. 4. 3　CLIMEX 與種群動(dòng)態(tài)模型預(yù)測(cè)結(jié)果的差異/169
14. 4. 4　結(jié)論/170
第15 章　基于空間統(tǒng)計(jì)模型的紅火蟻潛在分布分析/171
15. 1　材料與方法/171
15. 1. 1　材料/171
15. 1. 2　方法/172
15. 2　建模過(guò)程及結(jié)果分析/173
15. 2. 1　數(shù)據(jù)探索/173
15. 2. 2　模型篩選/175
15. 2. 3　模型預(yù)測(cè)能力檢驗(yàn)/180
15. 2. 4　基于GAM 模型的紅火蟻在中國(guó)的適生性分析結(jié)果/182
15. 2. 5　GAM 模型分析結(jié)果的精確性假定判斷/183
15. 3　討論與結(jié)論/184
15. 3. 1　CLIMEX、CDM 和GAM 3 種模型的建模理論對(duì)比分析/184
15. 3. 2　GAM 模型討論/184
15. 3. 3　結(jié)論/185
第16 章　基于空間統(tǒng)計(jì)模型的馬鈴薯甲蟲(chóng)潛在分布分析/186
16. 1　馬鈴薯甲蟲(chóng)簡(jiǎn)述/186
16. 2　馬鈴薯甲蟲(chóng)在中國(guó)的適生區(qū)分析/187
16. 2. 1　環(huán)境數(shù)據(jù)/187
16. 2. 2　地圖資料/188
16. 2. 3　分布數(shù)據(jù)資料及其處理/188
16. 2. 4　方法/189
16. 2. 5　DK-GARP 模型預(yù)測(cè)結(jié)果/190
16. 2. 6　MaxEnt 模型預(yù)測(cè)結(jié)果/190
16. 2. 7　GAM 模型預(yù)測(cè)結(jié)果/193
16. 3　DK-GARP、MaxEnt 和GAM 3 種模型預(yù)測(cè)結(jié)果比較/197
16. 3. 1　評(píng)估指標(biāo)相互間關(guān)系的分析結(jié)果/197
16. 3. 2　模型預(yù)測(cè)能力對(duì)比分析結(jié)果/198
16. 3. 3　模型預(yù)測(cè)精度來(lái)源分析結(jié)果/199
16. 3. 4　適生區(qū)的劃分及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)/202
16. 4　討論/203
參考文獻(xiàn)/204