農作物重大生物災害監(jiān)測與預警技術

目　錄
序
前言
緒論/1
0. 1　農作物病蟲害監(jiān)測預警研究現(xiàn)狀/1
0. 2　農作物病蟲害監(jiān)測預警研究趨勢/3
0. 3　我國農作物病蟲害監(jiān)測預警工作建議/3
0. 3. 1　目前農作物病蟲害監(jiān)測預警存在的主要問題/3
0. 3. 2　加強我國農作物病蟲害監(jiān)測預警工作的建議/4

第1 編　農作物重大病蟲害遙感監(jiān)測

第1 章　遙感技術與農作物病蟲害監(jiān)測/7
1. 1　遙感的概念/7
1. 2　遙感的發(fā)展歷程/7
1. 2. 1　無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　病蟲害遙感監(jiān)測研究現(xiàn)狀/9
1. 3. 1　近地光譜監(jiān)測病蟲害/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)采集與預處理/14
2. 1　小麥病蟲害研究區(qū)概況/14
2. 1. 1　氣候特點/14
2. 1. 2　地貌特征/14
2. 1. 3　土壤類型/14
2. 1. 4　病蟲害發(fā)生情況/15
2. 2　數(shù)據(jù)調查與資料收集/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)預處理/18
2. 3. 1　高光譜反射率數(shù)據(jù)預處理/18
2. 3. 2　遙感圖像預處理/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)測麥蚜為害/20
3. 1　麥蚜簡述/20
3. 2　材料與方法/21
3. 2. 1　試驗材料/21
3. 2. 2　光譜測量方法/21
3. 2. 3　數(shù)據(jù)處理/21
3. 3　結果與分析/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數(shù)光譜在麥蚜發(fā)生時的變化/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　結論與討論/26
第4 章　低空遙感監(jiān)測小麥白粉病/28
4. 1　小麥白粉病簡述/28
4. 2　研究方法/29
4. 2. 1　低空遙感系統(tǒng)介紹/29
4. 2. 2　試驗設計/29
4. 2. 3　接種方法與病害調查/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　結果與分析/30
4. 3. 1　不同時期地面光譜與病情指數(shù)的相關性/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)的相關性/32
4. 4　討論/32
第5 章　TM 圖像中病蟲為害信息的提取/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)準備/34
5. 1. 3　TM 圖像預處理/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　結果與分析/37
5. 2. 1　研究區(qū)6 個波段影像特征分析/37
5. 2. 2　研究區(qū)各波段影像相關性分析/37
5. 2. 3　健康小麥田和受害小麥田實測光譜分析/38
5. 2. 4　基于實測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　方法驗證/42
5. 3　討論/43

第2 編　重大遷飛性昆蟲雷達遙感監(jiān)測

第6 章　遷飛昆蟲研究法與昆蟲雷達監(jiān)測技術/49
6. 1　遷飛昆蟲研究法/49
6. 1. 1　昆蟲遷飛與為害/49
6. 1. 2　昆蟲遷飛的研究現(xiàn)狀/49
6. 1. 3　昆蟲遷飛研究方法/50
6. 1. 4　傳統(tǒng)研究方法的局限性/52
6. 2　雷達昆蟲學概述/52
6. 2. 1　昆蟲雷達簡介/52
6. 2. 2　雷達昆蟲學的起源/53
6. 2. 3　國外雷達昆蟲學的發(fā)展/54
6. 2. 4　我國雷達昆蟲學的發(fā)展/55
6. 3　昆蟲雷達技術/56
6. 3. 1　垂直監(jiān)測昆蟲雷達技術/56
6. 3. 2　毫米波掃描昆蟲雷達監(jiān)測技術/59
第7 章　雷達遙感監(jiān)測技術平臺/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　昆蟲雷達監(jiān)測系統(tǒng)/63
7. 2. 1　垂直監(jiān)測昆蟲雷達系統(tǒng)/63
7. 2. 2　毫米波掃描昆蟲雷達系統(tǒng)/66
7. 3　蟲情資料收集/68
7. 3. 1　地面蟲情資料的收集/68
7. 3. 2　空中蟲情資料的收集/69
7. 3. 3　蟲情資料的處理/70
7. 4　氣象數(shù)據(jù)分析/71
7. 4. 1　地面氣象資料的測定/71
7. 4. 2　空中風溫場氣象數(shù)據(jù)的獲取/71
7. 4. 3　氣象數(shù)據(jù)處理/72
7. 5　雷達遙感系統(tǒng)平臺的建立/73
7. 5. 1　雷達及相關輔助設備的觀測/73
7. 5. 2　雷達回波的識別/73
7. 5. 3　不同昆蟲種類的辨別/73
7. 5. 4　遷飛路線的軌跡分析/74
7. 5. 5　統(tǒng)計分析/74
第8 章　草地螟遷飛行為與蟲源分析/75
8. 1　草地螟簡述/75
8. 2　誘蟲結果/76
8. 3　雷達觀測結果/81
8. 3. 1　雷達目標回波判別/81
8. 4　遷飛與氣流的關系/82
8. 4. 1　季節(jié)性遷飛高度/82
8. 5　草地螟遷飛蟲源分析/84
8. 5. 1　2005年草地螟遷飛蟲源分析/84
8. 5. 2　2006年草地螟遷飛蟲源分析/86
8. 5. 3　2007年草地螟遷飛蟲源分析/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　草地螟遷飛的蟲源分析/94
第9 章　旋幽夜蛾遷飛的證實及遷飛行為觀測/95
9. 1　旋幽夜蛾簡述/95
9. 2　2005 年旋幽夜蛾的蟲源分析/96
9. 2. 1　誘蟲燈誘集結果/96
9. 2. 2　雷達監(jiān)測結果/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觀測/100
9. 3. 1　2007年北京延慶地區(qū)誘蟲燈內蟲情/100
9. 3. 2　旋幽夜蛾活動高峰期雷達回波的時空變化/102
9. 3. 3　雷達觀測點低空氣流與大區(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觀測/105
10. 1　稻飛虱簡述/105
10. 2　蟲情信息/106
10. 2. 1　燈下白背飛虱和褐飛虱數(shù)量動態(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)育進度/108
10. 2. 4　稻飛虱與天敵的關系/110
10. 3　雷達監(jiān)測結果/110
10. 3. 1　目標識別/110
10. 3. 2　2007年第4代稻飛虱成蟲的遷飛/110
10. 3. 3　2007年第5代稻飛虱成蟲的遷飛/112
10. 3. 4　2007年稻飛虱回遷代的雷達監(jiān)測/114
10. 4　氣象數(shù)據(jù)/114
10. 4. 1　低空單點氣流/114
10. 4. 2　大氣動力場分析/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觀測/121
11. 1　稻縱卷葉螟簡述/121
11. 2　雷達觀測期間燈下誘蛾情況/122
11. 3　稻縱卷葉螟遷出的雷達觀測/122
11. 3. 1　稻縱卷葉螟遷出的時間動態(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　重大外來入侵物種預警與風險分析

第12 章　外來入侵物種與風險分析/131
12. 1　外來物種入侵預警和風險分析研究狀況/132
12. 2　入侵有害生物物種空間分析技術體系概況/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/133
12. 3. 2　軟件實體的類型/134
12. 3. 3　數(shù)據(jù)處理類型分類/134
12. 4　預測物種分布研究進展/135
12. 5　預測物種分布研究展望/136
第13 章　生物入侵預警和風險分析通用技術體系的構建/138
13. 1　外來入侵物種預警和風險分析: 問題與不足/138
13. 2　外來入侵物種風險預警分析系統(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　外來入侵物種風險預警分析數(shù)據(jù)及其處理方法/148
13. 3. 1　基礎地理數(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 與種群動態(tài)模型的紅火蟻潛在分布分析/153
14. 1　紅火蟻簡述/153
14. 2　材料與方法/154
14. 2. 1　材料/154
14. 2. 2　方法/154
14. 3　結果與分析/156
14. 3. 1　CLIMEX 模型大尺度分析結果/156
14. 3. 2　CLIMEX 局部地區(qū)限制因素分析結果/161
14. 3. 3　種群動態(tài)模型分析結果/165
14. 3. 4　模型分析與實際發(fā)生情況對比分析結果/167
14. 4　討論與結論/167
14. 4. 1　氣溫和降水對紅火蟻定殖的影響/167
14. 4. 2　高山對紅火蟻定殖的影響/169
14. 4. 3　CLIMEX 與種群動態(tài)模型預測結果的差異/169
14. 4. 4　結論/170
第15 章　基于空間統(tǒng)計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　建模過程及結果分析/173
15. 2. 1　數(shù)據(jù)探索/173
15. 2. 2　模型篩選/175
15. 2. 3　模型預測能力檢驗/180
15. 2. 4　基于GAM 模型的紅火蟻在中國的適生性分析結果/182
15. 2. 5　GAM 模型分析結果的精確性假定判斷/183
15. 3　討論與結論/184
15. 3. 1　CLIMEX、CDM 和GAM 3 種模型的建模理論對比分析/184
15. 3. 2　GAM 模型討論/184
15. 3. 3　結論/185
第16 章　基于空間統(tǒng)計模型的馬鈴薯甲蟲潛在分布分析/186
16. 1　馬鈴薯甲蟲簡述/186
16. 2　馬鈴薯甲蟲在中國的適生區(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 模型預測結果/190
16. 2. 6　MaxEnt 模型預測結果/190
16. 2. 7　GAM 模型預測結果/193
16. 3　DK-GARP、MaxEnt 和GAM 3 種模型預測結果比較/197
16. 3. 1　評估指標相互間關系的分析結果/197
16. 3. 2　模型預測能力對比分析結果/198
16. 3. 3　模型預測精度來源分析結果/199
16. 3. 4　適生區(qū)的劃分及風險等級/202
16. 4　討論/203
參考文獻/204