第33卷，第2期 2013年2月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
松毛虫危害马尾松光谱特征分析与等级检测
许章华1.2，刘键1,2.3*，余坤勇1.2，龚从宏1,2，谢婉君1,2，唐梦雅2，赖日文1,2，李增禄1,3
1.福建农林大学3S技术应用研究所，福建福州
350002
2.福建农林大学林学院，福建福州350002 3，三明学院，福建三明365000
Vol.33,No.2,pp428-433 February，2013
摘要以福建省延平区实测51条不同虫害等级的马尾松高光谱数据为基础，对健康、轻度虫害、中度虫害、重度虫害等4个虫害等级光谱反射率及一阶微分光谱特征进行分析，并在建立7个检验参数的基础上，构建了虫害等级的检测模型。结果表明：（1)虫害状态下的马尾松光谱反射率明显较健康状态低，虫害等级越高，反射率越低：（2)随着虫害等级的上升，马尾松光谱反射率曲线“绿峰”和“红谷”新趋消失，红边被拉单；（3)虫害导致光谱“绿峰"红移、红边位置蓝移，但“红谷"与近红外反射峰位置的变化则较为复杂（4） CARI，RES，REA，REDVI与松毛虫害等级显著相关，REP，RERVI，RENDVI与虫害等级的相关性较弱；(5)以7个检验参数为自变量的多元线性回归模型可以较为有效地检测松毛虫害等级，检测精度与准确度均达0.85以上，
关键调马尾松毛虫；虫害等级；马尾松；光谱特征；一阶微分光谐特征；检测参数
中图分类号：TP79，P237
引言
文献标识码：A
马尾松（Pinusmassomiana）是我国南方地区重要的针叶用材树种之一，具备优良的经济与生态价值。马尾松毛虫(DendrolimuspunctatusWalker）为我国森林的头号害虫，属鳞翅目枯叶娥科，以马尾松为主要寄主，取食松针，为害危重时连片松林如同发生“不置烟的火灾”，虫害呈明显的周期性与累积性特征，其伴生的森林害虫种类繁多。因此，如何实现马尾松毛虫害的有效检测，是及时采取有效防治措施，构建虫害监测、预警网络需要解决的基础性问题，长期以来，林业和生态工作者致力于研究马尾松毛虫的发生与危害特征，从气候、地形、林分、虫源及人类活动等各个角度作出了许多具多重要价值的探索1,"。寄主失叶量增加是马尾松毛虫为害时的直观表现，外观形态的改变导致植物的生理效应发生非正常变化，绿量减少，光合作用减弱，养分吸收，运输与转化等机能衰退，受害植物的光谱特征与健康植物相比，某些特征波段的反射率会发生不同程度的变化。因此，光谱分析已成为农业、林业病虫害特征检验的重要手段，也
收稿日期：2012-08-20，修订日期：2012-10-16
DOI;10.3964/j.issn.1000-0593(2013)02-0428-06
为病虫害遥感监测的实现提供必要的理论与技术基础[")]， Herrmann等[4]对棉叶辆危害下的辣椒叶高光谱特征进行分析，为该虫害监测提供重要指导；伍南等5基于不同严重度马尾松赤枯病冠层高光谱数据，述了不同病害程度下马尾松冠层光谱特征，并依此实现了严重度的反演；王震等以松材线虫危害马尾松为研究对象，分析了不同受害类型林木绿光区、绿光区与近红外区反射光谱的变化特征，为松材线虫危害的逐感监测提供重要参考。综观已有成果，对松毛虫危害下马尾松光谱特征及其变化的研究还鲜见报道。对本文研究的开展有重要参考意义的是吴继友等[}的研究成果，该文以山东省招远市城西赤松林为实验点，测定了赤松毛虫危害后的林冠光谱与叶绿素含量，结果表明，随着虫害程度的加重，叶绿索含量降低，550nm处反射率、近红外肩反射率与红光最低反射率之差及红边一阶微分光谐最大值均呈下降趋势，630nm处反射率上升，红边光谱"蓝移”、叶绿素反射峰“红移"现象明显。本文以不同虫害等级马尾松实测高光谱为数据基础，利用光谱分析技术研究松毛虫危害下马尾松的光谱特征，选择可反映虫害等级的检测参数，尝试对马尾松毛虫害等级进行反演。
基金项目：福建省科技计划重点项目(2011N0031)，国家自然科学基金项目(30871965)，国家十二五"科技支撑计划(2012BAD23B04)资助
作者简介：许章华，1985年生，福建农林大学林学院博士研究生
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