[發明專利]一種監測感染松材線蟲病枯死馬尾松的衛星光譜指數

有效

• 申請號: 201811079465.5
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN109142237B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 王治中;方國飛;戴維序;張旭;張青;李培琳
• 申請（專利權）人: 航天信德智圖(北京)科技有限公司
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 黃冠華

本發明公開了一種監測感染松材線蟲病枯死馬尾松的衛星光譜指數，包括如下步驟：1)采集馬尾松冠層960nm、760nm、650nm和540nm波段冠層光譜反射率；2)計算歸一化光譜指數NDVI和植被狀態指數α；3)計算光譜指數β，根據計算得到的β的值來獲得馬尾松感染松材線蟲病的評價結果。本發明以光譜數據分析技術為基礎，提取與馬尾松松材線蟲病發生動態密切相關的960nm、760nm、650nm和540nm光譜參數，根據植被狀態指數和光譜指數預測馬尾松感病階段，以光譜指數變化規律與植被狀態指數的變化閾值判斷肉眼可識別前感病與否，為未知情況下的森林健康無損鑒定提供了依據。

技術領域

本發明涉及本發明涉及松材線蟲病定量監測方法，特別涉及一種一種監測感染松材線蟲病枯死馬尾松的衛星光譜指數。

背景技術

中國森林病蟲害共有8000多種，經常造成危害的有200多種，森林病蟲害大面積發生，危害極為嚴重。對病蟲害進行早期預警，是控制病蟲害大范圍蔓延、維護森林健康與持續發展的重要內容。松材線蟲病(Pine Wilt Disease)又稱松樹萎蔫病或松樹枯萎病，于1971年確認是由松材線蟲(Bursaphelenchus xylophilus)引起的松樹枯萎死亡。該病主要寄生松屬植物，傳播蔓延極快，一旦發病將造成極為嚴重的損失，已有40多個國家將其列為檢疫對象。我國自 1982年在南京中山陵首次發現該病，現已蔓延至江蘇、浙江、安徽、山東、湖北、廣東、江西、重慶、貴州等省份的113個縣以及臺灣和香港的部分地區造成林業經濟、森林生態上的巨大損失和自然景觀的嚴重破壞，并嚴重威脅著名風景區及主要鄉土樹種馬尾松和黃山馬尾松的安全。

高光譜遙感以納米級的超高光譜分辨率和幾十或幾百個波段同時對地表地物成像，獲得包括森林資源的地面物體連續光譜信息。在森林植被的高光譜信息中，光譜維方向的特征主要集中在因植物葉片中生物化學成分含量的變化而形成的吸收波形處，其實質上反映了植物內部物質(葉綠素等生物化學成分) 的吸收波形變化。當病蟲害入侵植被后，感病植株自身的各種營養元素必然即時發生改變，因而受害林區(林株)的光譜特征(吸收波形)就會相應發生細微變化。高光譜遙感以其強大的光譜敏感性能夠探測到植被在病蟲害侵害早期與健康植被的細微光譜差異，為森林病蟲害的早期監測預警提供了可能。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明提供一種一種監測感染松材線蟲病枯死馬尾松的衛星光譜指數。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種監測感染松材線蟲病枯死馬尾松的衛星光譜指數，其中，包括如下步驟：

1)采集馬尾松冠層960nm、760nm、650nm和540nm波段冠層光譜反射率；

2)基于反射率數值，計算歸一化光譜指數NDVI和植被狀態指數α；

3)基于所述歸一化光譜指數和植被狀態指數，計算光譜指數β，根據計算得到的β的值來獲得馬尾松感染松材線蟲病的評價結果；

步驟2)中α的計算公式為：

α_(540，760)＝ρ₅₄₀/ρ₇₆₀；

其中，α_(540，760)為波段540與760nm的植被狀態指數；ρ₅₄₀、ρ₇₆₀分別代表 540nm、760nm的光譜反射率值；

所述步驟3)中β的計算公式為：

β＝NDVI_(960，650)/α_(540，760)。

優選的是，所述的一種監測感染松材線蟲病枯死馬尾松的衛星光譜指數，其中，所述步驟2)中NDVI的計算公式為：