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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7

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49

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 气象数据的处理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20cm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131

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