农作物重大生物灾害监测与预警技术

目　录
序
前言
绪论/1
0. 1　农作物病虫害监测预警研究现状/1
0. 2　农作物病虫害监测预警研究趋势/3
0. 3　我国农作物病虫害监测预警工作建议/3
0. 3. 1　目前农作物病虫害监测预警存在的主要问题/3
0. 3. 2　加强我国农作物病虫害监测预警工作的建议/4

第1 编　农作物重大病虫害遥感监测

第1 章　遥感技术与农作物病虫害监测/7
1. 1　遥感的概念/7
1. 2　遥感的发展历程/7
1. 2. 1　无记录的地面遥感阶段/7
1. 2. 2　有记录的地面遥感阶段/8
1. 2. 3　空中摄影遥感阶段/8
1. 2. 4　航天遥感阶段/8
1. 2. 5　电磁辐射光谱/9
1. 3　病虫害遥感监测研究现状/9
1. 3. 1　近地光谱监测病虫害/10
1. 3. 2　低空和航天遥感/11
1. 3. 3　卫星遥感/12
第2 章　数据采集与预处理/14
2. 1　小麦病虫害研究区概况/14
2. 1. 1　气候特点/14
2. 1. 2　地貌特征/14
2. 1. 3　土壤类型/14
2. 1. 4　病虫害发生情况/15
2. 2　数据调查与资料收集/15
2. 2. 1　地面光谱数据采集/15
2. 2. 2　低空遥感图像采集/16
2. 2. 3　Landsat TM 卫星图像采集/17
2. 2. 4　非遥感信息数据收集/18
2. 3　数据预处理/18
2. 3. 1　高光谱反射率数据预处理/18
2. 3. 2　遥感图像预处理/18
2. 3. 3　其他数据处理/19
第3 章　利用小麦冠层光谱变化监测麦蚜为害/20
3. 1　麦蚜简述/20
3. 2　材料与方法/21
3. 2. 1　试验材料/21
3. 2. 2　光谱测量方法/21
3. 2. 3　数据处理/21
3. 3　结果与分析/21
3. 3. 1　健康小麦冠层的基本光谱反射率特征/21
3. 3. 2　不同时期健康小麦的光谱特征/22
3. 3. 3　受麦蚜不同程度为害的小麦冠层光谱反射曲线分析/22
3. 3. 4　小麦群体反射率一阶导数光谱在麦蚜发生时的变化/23
3. 3. 5　受麦蚜不同程度为害后小麦植被指数的变化/24
3. 4　结论与讨论/26
第4 章　低空遥感监测小麦白粉病/28
4. 1　小麦白粉病简述/28
4. 2　研究方法/29
4. 2. 1　低空遥感系统介绍/29
4. 2. 2　试验设计/29
4. 2. 3　接种方法与病害调查/30
4. 2. 4　低空遥感图像采集/30
4. 2. 5　数据处理/30
4. 3　结果与分析/30
4. 3. 1　不同时期地面光谱与病情指数的相关性/30
4. 3. 2　低空遥感真彩图和波段分解/31
4. 3. 3　低空遥感各波段反射率与病情指数的相关性/31
4. 3. 4　低空遥感各波段反射率与归一化植被指数的相关性/32
4. 4　讨论/32
第5 章　TM 图像中病虫为害信息的提取/34
5. 1　材料与方法/34
5. 1. 1　麦蚜和小麦白粉病研究区位置/34
5. 1. 2　遥感数据准备/34
5. 1. 3　TM 图像预处理/34
5. 1. 4　TM 图像的主成分分析/35
5. 1. 5　麦蚜和小麦白粉病为害特征信息提取方法/36
5. 1. 6　非遥感源数据/36
5. 2　结果与分析/37
5. 2. 1　研究区6 个波段影像特征分析/37
5. 2. 2　研究区各波段影像相关性分析/37
5. 2. 3　健康小麦田和受害小麦田实测光谱分析/38
5. 2. 4　基于实测光谱曲线的麦蚜和小麦白粉病特征信息提取/38
5. 2. 5　遥感像元DN 值分析/40
5. 2. 6　基于像元DN 值的麦蚜和小麦白粉病特征信息提取/41
5. 2. 7　方法验证/42
5. 3　讨论/43

第2 编　重大迁飞性昆虫雷达遥感监测

第6 章　迁飞昆虫研究法与昆虫雷达监测技术/49
6. 1　迁飞昆虫研究法/49
6. 1. 1　昆虫迁飞与为害/49
6. 1. 2　昆虫迁飞的研究现状/49
6. 1. 3　昆虫迁飞研究方法/50
6. 1. 4　传统研究方法的局限性/52
6. 2　雷达昆虫学概述/52
6. 2. 1　昆虫雷达简介/52
6. 2. 2　雷达昆虫学的起源/53
6. 2. 3　国外雷达昆虫学的发展/54
6. 2. 4　我国雷达昆虫学的发展/55
6. 3　昆虫雷达技术/56
6. 3. 1　垂直监测昆虫雷达技术/56
6. 3. 2　毫米波扫描昆虫雷达监测技术/59
第7 章　雷达遥感监测技术平台/61
7. 1　研究区概况/61
7. 1. 1　东北和华北研究区概况/61
7. 1. 2　华南研究区概况/63
7. 2　昆虫雷达监测系统/63
7. 2. 1　垂直监测昆虫雷达系统/63
7. 2. 2　毫米波扫描昆虫雷达系统/66
7. 3　虫情资料收集/68
7. 3. 1　地面虫情资料的收集/68
7. 3. 2　空中虫情资料的收集/69
7. 3. 3　虫情资料的处理/70
7. 4　气象数据分析/71
7. 4. 1　地面气象资料的测定/71
7. 4. 2　空中风温场气象数据的获取/71
7. 4. 3　气象数据处理/72
7. 5　雷达遥感系统平台的建立/73
7. 5. 1　雷达及相关辅助设备的观测/73
7. 5. 2　雷达回波的识别/73
7. 5. 3　不同昆虫种类的辨别/73
7. 5. 4　迁飞路线的轨迹分析/74
7. 5. 5　统计分析/74
第8 章　草地螟迁飞行为与虫源分析/75
8. 1　草地螟简述/75
8. 2　诱虫结果/76
8. 3　雷达观测结果/81
8. 3. 1　雷达目标回波判别/81
8. 4　迁飞与气流的关系/82
8. 4. 1　季节性迁飞高度/82
8. 5　草地螟迁飞虫源分析/84
8. 5. 1　2005年草地螟迁飞虫源分析/84
8. 5. 2　2006年草地螟迁飞虫源分析/86
8. 5. 3　2007年草地螟迁飞虫源分析/88
8. 6　讨论/92
8. 6. 1　草地螟季节性迁飞/92
8. 6. 2　草地螟迁飞行为研究/93
8. 6. 3　草地螟迁飞的虫源分析/94
第9 章　旋幽夜蛾迁飞的证实及迁飞行为观测/95
9. 1　旋幽夜蛾简述/95
9. 2　2005 年旋幽夜蛾的虫源分析/96
9. 2. 1　诱虫灯诱集结果/96
9. 2. 2　雷达监测结果/96
9. 2. 3　气象数据分析/98
9. 2. 4　1980—2002年5月中旬20 cm 土层平均地温分析/98
9. 2. 5　夏季迁飞的轨迹分析/100
9. 3　2007 年旋幽夜蛾迁飞的雷达观测/100
9. 3. 1　2007年北京延庆地区诱虫灯内虫情/100
9. 3. 2　旋幽夜蛾活动高峰期雷达回波的时空变化/102
9. 3. 3　雷达观测点低空气流与大区气流分析/102
9. 4　讨论/103
第10 章　稻飞虱夜间迁飞的毫米波扫描雷达观测/105
10. 1　稻飞虱简述/105
10. 2　虫情信息/106
10. 2. 1　灯下白背飞虱和褐飞虱数量动态分析/106
10. 2. 2　稻飞虱大田起飞观察/108
10. 2. 3　稻飞虱迁飞中的性比和卵巢发育进度/108
10. 2. 4　稻飞虱与天敌的关系/110
10. 3　雷达监测结果/110
10. 3. 1　目标识别/110
10. 3. 2　2007年第4代稻飞虱成虫的迁飞/110
10. 3. 3　2007年第5代稻飞虱成虫的迁飞/112
10. 3. 4　2007年稻飞虱回迁代的雷达监测/114
10. 4　气象数据/114
10. 4. 1　低空单点气流/114
10. 4. 2　大气动力场分析/114
10. 5　稻飞虱北迁南回的轨迹分析/116
10. 6　讨论/118
第11 章　稻纵卷叶螟夜间迁飞的毫米波扫描雷达观测/121
11. 1　稻纵卷叶螟简述/121
11. 2　雷达观测期间灯下诱蛾情况/122
11. 3　稻纵卷叶螟迁出的雷达观测/122
11. 3. 1　稻纵卷叶螟迁出的时间动态/123
11. 3. 2　稻纵卷叶螟密度的垂直分布/124
11. 4　稻纵卷叶螟迁出的轨迹分析/125
11. 5　讨论/128


第3 编　重大外来入侵物种预警与风险分析

第12 章　外来入侵物种与风险分析/131
12. 1　外来物种入侵预警和风险分析研究状况/132
12. 2　入侵有害生物物种空间分析技术体系概况/132
12. 3　建模思想与分析软件研发/133
12. 3. 1　建模思想分类/133
12. 3. 2　软件实体的类型/134
12. 3. 3　数据处理类型分类/134
12. 4　预测物种分布研究进展/135
12. 5　预测物种分布研究展望/136
第13 章　生物入侵预警和风险分析通用技术体系的构建/138
13. 1　外来入侵物种预警和风险分析: 问题与不足/138
13. 2　外来入侵物种风险预警分析系统原理/139
13. 2. 1　CLIMEX 模型原理、参数与算法/139
13. 2. 2　广义可加模型(GAM)原理与方法/142
13. 3　外来入侵物种风险预警分析数据及其处理方法/148
13. 3. 1　基础地理数据/148
13. 3. 2　气象数据及其处理/149
13. 3. 3　WorldClim 生物气象变量数据及其处理/151
13. 3. 4　植被数据及其处理/151
13. 3. 5　土地利用数据及其处理/151
13. 3. 6　高程数据及其处理/152
第14 章　基于CLIMEX 与种群动态模型的红火蚁潜在分布分析/153
14. 1　红火蚁简述/153
14. 2　材料与方法/154
14. 2. 1　材料/154
14. 2. 2　方法/154
14. 3　结果与分析/156
14. 3. 1　CLIMEX 模型大尺度分析结果/156
14. 3. 2　CLIMEX 局部地区限制因素分析结果/161
14. 3. 3　种群动态模型分析结果/165
14. 3. 4　模型分析与实际发生情况对比分析结果/167
14. 4　讨论与结论/167
14. 4. 1　气温和降水对红火蚁定殖的影响/167
14. 4. 2　高山对红火蚁定殖的影响/169
14. 4. 3　CLIMEX 与种群动态模型预测结果的差异/169
14. 4. 4　结论/170
第15 章　基于空间统计模型的红火蚁潜在分布分析/171
15. 1　材料与方法/171
15. 1. 1　材料/171
15. 1. 2　方法/172
15. 2　建模过程及结果分析/173
15. 2. 1　数据探索/173
15. 2. 2　模型筛选/175
15. 2. 3　模型预测能力检验/180
15. 2. 4　基于GAM 模型的红火蚁在中国的适生性分析结果/182
15. 2. 5　GAM 模型分析结果的精确性假定判断/183
15. 3　讨论与结论/184
15. 3. 1　CLIMEX、CDM 和GAM 3 种模型的建模理论对比分析/184
15. 3. 2　GAM 模型讨论/184
15. 3. 3　结论/185
第16 章　基于空间统计模型的马铃薯甲虫潜在分布分析/186
16. 1　马铃薯甲虫简述/186
16. 2　马铃薯甲虫在中国的适生区分析/187
16. 2. 1　环境数据/187
16. 2. 2　地图资料/188
16. 2. 3　分布数据资料及其处理/188
16. 2. 4　方法/189
16. 2. 5　DK-GARP 模型预测结果/190
16. 2. 6　MaxEnt 模型预测结果/190
16. 2. 7　GAM 模型预测结果/193
16. 3　DK-GARP、MaxEnt 和GAM 3 种模型预测结果比较/197
16. 3. 1　评估指标相互间关系的分析结果/197
16. 3. 2　模型预测能力对比分析结果/198
16. 3. 3　模型预测精度来源分析结果/199
16. 3. 4　适生区的划分及风险等级/202
16. 4　讨论/203
参考文献/204