一种应用光谱反射率识别广翅蜡蝉虫害的方法技术

本发明专利技术公开了一种应用光谱反射率识别广翅蜡蝉虫害的方法，该方法包括以下步骤：取样分析植物叶片受广翅蜡蝉虫害的程度；测定植物叶片光谱数据；测定植物叶片色素；分析植物叶片受损比与色素之间的相关性；分析叶片光谱反射率与叶片受损比之间的相关性；获取遥感影像，通过分析遥感影像中不同植物的光谱反射率，得知植物受广翅蜡蝉虫害的程度。本发明专利技术的方法能够准确、快速识别广翅蜡蝉虫害，耗费人力少、时间短、成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种应用光谱反射率识别广翅蜡蝉虫害的方法


[0001]本专利技术属于生物防治领域，具体涉及一种应用光谱反射率识别广翅蜡蝉虫害的方法。

技术介绍

[0002]广翅蜡蝉，属昆虫类节肢动物，广泛分布于我国各地，其寄主有柑桔、葡萄、苹果、梨、野蔷薇等多种乔灌木。广翅蜡蝉的成虫、若虫密集在嫩梢与叶背上吸食汁液，造成叶片萎缩，枝条枯萎折断，使树势衰弱，其排泄物还诱发煤污病进而导致叶片的光合作用减弱，对植物造成极大危害。
[0003]为了对虫害情况进行观测，通常采用人工实地调查观测方式。然而，人工观测方式需要花费较多人力物力和时间，效率低下，而且观测范围往往仅限于较小的地理半径，严重限制了对虫害情况的了解和分析。此外，在受灾较为严重的区域，常常无法较为准确评估虫害的严重程度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对以上要解决的技术问题，提供一种能够准确、快速识别广翅蜡蝉虫害的方法。
[0005]为了实现以上专利技术目的，本专利技术提供了一种应用光谱反射率识别广翅蜡蝉虫害的方法，该方法包括以下步骤：
[0006](1)取样分析植物叶片受广翅蜡蝉虫害的程度；
[0007](2)测定植物叶片光谱数据；
[0008](3)测定植物叶片色素；
[0009](4)分析植物叶片受损比与色素之间的相关性；
[0010](5)分析叶片光谱反射率与叶片受损比之间的相关性；
[0011](6)获取遥感影像，通过分析遥感影像中不同植物的光谱反射率，得知植物受广翅蜡蝉虫害的程度。
[0012]优选地，步骤(1)中，在研究区域，在不受感染期和感染期两个时段针对不同植物物种进行样品采集，在不受感染期采集植物健康叶片，在受感染期采集健康叶片样本与受损叶片样本，计算叶片受损比。
[0013]优选地，步骤(2)中，测定350～2500nm范围内的叶片光谱反射率。
[0014]优选地，步骤(3)中，色素包括叶绿素a、b、总叶绿素和类胡萝卜素。
[0015]优选地，所述遥感影像通过无人机或卫星获得。
[0016]优选地，所述遥感影像通过商业购买获得。
[0017]优选地，利用ArcMap软件平台对遥感影像中的实景植被类型进行初步划分和地理定位。
[0018]优选地，使用无人机影像数据处理系统对遥感影像进行处理，得到RGB影像。
[0019]与现有人工实地调查方式相比，本专利技术的方法能够准确、快速识别广翅蜡蝉虫害，耗费人力少、时间短、成本低，具有较高的应用价值。
附图说明
[0020]图1示出了叶片受损程度与叶绿素a的相关性。
[0021]图2示出了叶片受损程度与叶绿素b的相关性。
[0022]图3示出了叶片受损程度与总叶绿素的相关性。
[0023]图4示出了叶片受损程度与类胡萝卜素的相关性。
[0024]图5示出了叶片受损程度与花青素的相关性。
[0025]图6示出了植物叶片受损程度与叶片光谱反射率的关系。
具体实施方式
[0026]以下结合具体实施例，对本专利技术作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本专利技术，而非用于限制本专利技术的范围。
[0027]本专利技术提供了一种应用光谱反射率识别广翅蜡蝉虫害的方法，该方法包括以下步骤：
[0028](1)取样分析植物叶片受广翅蜡蝉虫害的程度；
[0029](2)测定植物叶片光谱数据；
[0030](3)测定植物叶片色素；
[0031](4)分析植物叶片受损比与色素之间的相关性；
[0032](5)分析叶片光谱反射率与叶片受损之间的相关性；
[0033](6)获取遥感影像，通过分析遥感影像中不同植物的光谱反射率，得知植物受广翅蜡蝉虫害的程度。
[0034]具体地，本专利技术提供的应用光谱反射率识别广翅蜡蝉虫害的方法步骤如下：
[0035]1、采集植物的健康样本和受损样本：在研究区域，分“不受感染期”和“感染期”两个时段针对不同植物物种进行样品采集。在不受感染期，采集相对健康状态(无虫或幼虫期)的植物叶品。取样时，切除植物个体被阳光照射部位的枝条，现场观察并记录枝条上的广翅蜡蝉幼虫(如果有的话)数量，选取健康无损的10片成熟叶当作该植物个体的健康叶片样本装入不透明样品袋中。在受感染期，同时采集健康叶片样本与受损叶片样本，采样的植物个体和样本量与不受感染期所采集的一致，裁剪样枝后装入不透明样品袋，统一编号，带到室内统计受损和健康叶片数量，计算出叶片受损比(叶片受损比＝枝条受损叶片数/枝条总叶片数
×
100％)。选取受损的成熟叶当作该植物个体的受损叶片样本。
[0036]2、植物叶片光谱数据测定：将植物叶片样本带到室内，表面擦拭干净，使用美国ASD公司生产的ASD FieldSpec 4HR NG便携式地物光谱仪的植被探头测定350～2500nm范围内的叶片光谱反射率。测定过程中，平均次数设为5次，每5分钟进行一次白板标定。最终通过ViewSpec Pro V6.2软件计算出每个植物个体10条光谱曲线的平均值作为该植物个体的光谱反射值。
[0037]3、植物叶片色素测定：将测完光谱后的叶片样本(包括健康叶和受损叶)用锡箔纸包装做标记，放入
‑
80℃液氮低温保存。用无水乙醇和丙酮1:1体积混合液提取测定叶片叶
绿素与类胡萝卜素含量(包括叶绿素a、b、总叶绿素和类胡萝卜素)，用盐酸乙醇溶液(0.5％～1％v/v盐酸溶于70％v/v乙醇溶液)提取测定花青素含量(Anth)。
[0038]4、相关分析：通过Pearson相关性分析每种植物叶片受损比与各色素之间的相关性，确定关键色素因素。图1至图5示出了植物叶片受损程度与各种植物色素的相关性。其中，图1、2示出了叶片受损程度与叶绿素a、叶绿素b的相关性，两者呈负相关关系。图3示出了叶片受损程度与总叶绿素的相关性，两者呈负相关关系。图4示出了叶片受损程度与类胡萝卜素的相关性，两者呈负相关关系。图5示出了叶片受损程度与花青素的相关性，两者呈正相关关系。根据叶片样本受损状况划分为四个等级：一级受损(IL1)(0％～25％)、二级受损(IL2)(25％～50％)、三级受损(IL3)(50％～75％)以及四级受损(IL4)(75％～100％)。然后通过Pearson相关性分析叶片光谱反射率与叶片受损之间的相关性。图6示出了2种植物叶片受损程度与叶片光谱反射率关系。如图所示，图6中的A、C表示了叶片健康情况下叶片光谱波长与反射率的关系，B、D示出了叶片在不同受损程度下叶片光谱反射率的情况。基于此，针对特定物种的植物，可以确定植物受广翅蜡蝉虫害感染后该种植物最主要变化的色素及相对应的光谱反射率变化。
[0039]5、遥感影像获取与识别：针对特定的研究区，选取高光谱与高空间分辨率相机的无人机对该区域进行扫描以获取该区域所有植物的实景与光谱图像，或者通过商业渠道购买获取近期该区域的高分辩率遥感影像(例如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用光谱反射率识别广翅蜡蝉虫害的方法，其包括以下步骤：(1)取样分析植物叶片受广翅蜡蝉虫害的程度；(2)测定植物叶片光谱数据；(3)测定植物叶片色素；(4)分析植物叶片受损比与色素之间的相关性；(5)分析叶片光谱反射率与叶片受损比之间的相关性；(6)获取遥感影像，通过分析遥感影像中不同植物的光谱反射率，得知植物受广翅蜡蝉虫害的程度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，在研究区域，在不受感染期和感染期两个时段针对不同植物物种进行样品采集，在不受感染期采集植物健康叶片，在受感染期采集健康叶片样本与受损叶片样本，计算叶片受损比。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：依尔夏提，
申请(专利权)人：中山大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：