农作物重大生物灾害监测与预警技术

目　录序前言绪论/10. 1　农作物病虫害监测预警研究现状/10. 2　农作物病虫害监测预警研究趋势/30. 3　我国农作物病虫害监测预警工作建议/30. 3. 1　目前农作物病虫害监测预警存在的主要问题/30. 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/71. 1　遥感的概念/71. 2　遥感的发展历程/71. 2. 1　无记录的地面遥感阶段/71. 2. 2　有记录的地面遥感阶段/81. 2. 3　空中摄影遥感阶段/81. 2. 4　航天遥感阶段/81. 2. 5　电磁辐射光谱/91. 3　病虫害遥感监测研究现状/91. 3. 1　近地光谱监测病虫害/101. 3. 2　低空和航天遥感/111. 3. 3　卫星遥感/12第2 章　数据采集与预处理/142. 1　小麦病虫害研究区概况/142. 1. 1　气候特点/142. 1. 2　地貌特征/142. 1. 3　土壤类型/142. 1. 4　病虫害发生情况/152. 2　数据调查与资料收集/152. 2. 1　地面光谱数据采集/152. 2. 2　低空遥感图像采集/162. 2. 3　Landsat TM 卫星图像采集/172. 2. 4　非遥感信息数据收集/182. 3　数据预处理/182. 3. 1　高光谱反射率数据预处理/182. 3. 2　遥感图像预处理/182. 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/203. 1　麦蚜简述/203. 2　材料与方法/213. 2. 1　试验材料/213. 2. 2　光谱测量方法/213. 2. 3　数据处理/213. 3　结果与分析/213. 3. 1　健康小麦冠层的基本光谱反射率特征/213. 3. 2　不同时期健康小麦的光谱特征/223. 3. 3　受麦蚜不同程度为害的小麦冠层光谱反射曲线分析/223. 3. 4　小麦群体反射率一阶导数光谱在麦蚜发生时的变化/233. 3. 5　受麦蚜不同程度为害后小麦植被指数的变化/243. 4　结论与讨论/26第4 章　低空遥感监测小麦白粉病/284. 1　小麦白粉病简述/284. 2　研究方法/294. 2. 1　低空遥感系统介绍/294. 2. 2　试验设计/294. 2. 3　接种方法与病害调查/304. 2. 4　低空遥感图像采集/304. 2. 5　数据处理/304. 3　结果与分析/304. 3. 1　不同时期地面光谱与病情指数的相关性/304. 3. 2　低空遥感真彩图和波段分解/314. 3. 3　低空遥感各波段反射率与病情指数的相关性/314. 3. 4　低空遥感各波段反射率与归一化植被指数的相关性/324. 4　讨论/32第5 章　TM 图像中病虫为害信息的提取/345. 1　材料与方法/345. 1. 1　麦蚜和小麦白粉病研究区位置/345. 1. 2　遥感数据准备/345. 1. 3　TM 图像预处理/345. 1. 4　TM 图像的主成分分析/355. 1. 5　麦蚜和小麦白粉病为害特征信息提取方法/365. 1. 6　非遥感源数据/365. 2　结果与分析/375. 2. 1　研究区6 个波段影像特征分析/375. 2. 2　研究区各波段影像相关性分析/375. 2. 3　健康小麦田和受害小麦田实测光谱分析/385. 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/385. 2. 5　遥感像元DN 值分析/405. 2. 6　基于像元DN 值的麦蚜和小麦白粉病特征信息提取/415. 2. 7　方法验证/425. 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/496. 1　迁飞昆虫研究法/496. 1. 1　昆虫迁飞与为害/496. 1. 2　昆虫迁飞的研究现状/496. 1. 3　昆虫迁飞研究方法/506. 1. 4　传统研究方法的局限性/526. 2　雷达昆虫学概述/526. 2. 1　昆虫雷达简介/526. 2. 2　雷达昆虫学的起源/536. 2. 3　国外雷达昆虫学的发展/546. 2. 4　我国雷达昆虫学的发展/556. 3　昆虫雷达技术/566. 3. 1　垂直监测昆虫雷达技术/566. 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/617. 1　研究区概况/617. 1. 1　东北和华北研究区概况/617. 1. 2　华南研究区概况/637. 2　昆虫雷达监测系统/637. 2. 1　垂直监测昆虫雷达系统/637. 2. 2　毫米波扫描昆虫雷达系统/667. 3　虫情资料收集/687. 3. 1　地面虫情资料的收集/687. 3. 2　空中虫情资料的收集/697. 3. 3　虫情资料的处理/707. 4　气象数据分析/717. 4. 1　地面气象资料的测定/717. 4. 2　空中风温场气象数据的获取/717. 4. 3　气象数据处理/727. 5　雷达遥感系统平台的建立/737. 5. 1　雷达及相关辅助设备的观测/737. 5. 2　雷达回波的识别/737. 5. 3　不同昆虫种类的辨别/737. 5. 4　迁飞路线的轨迹分析/747. 5. 5　统计分析/74第8 章　草地螟迁飞行为与虫源分析/758. 1　草地螟简述/758. 2　诱虫结果/768. 3　雷达观测结果/818. 3. 1　雷达目标回波判别/818. 4　迁飞与气流的关系/828. 4. 1　季节性迁飞高度/828. 5　草地螟迁飞虫源分析/848. 5. 1　2005年草地螟迁飞虫源分析/848. 5. 2　2006年草地螟迁飞虫源分析/868. 5. 3　2007年草地螟迁飞虫源分析/888. 6　讨论/928. 6. 1　草地螟季节性迁飞/928. 6. 2　草地螟迁飞行为研究/938. 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/959. 1　旋幽夜蛾简述/959. 2　2005 年旋幽夜蛾的虫源分析/969. 2. 1　诱虫灯诱集结果/969. 2. 2　雷达监测结果/969. 2. 3　气象数据分析/989. 2. 4　1980—2002年5月中旬20 cm 土层平均地温分析/989. 2. 5　夏季迁飞的轨迹分析/1009. 3　2007 年旋幽夜蛾迁飞的雷达观测/1009. 3. 1　2007年北京延庆地区诱虫灯内虫情/1009. 3. 2　旋幽夜蛾活动高峰期雷达回波的时空变化/1029. 3. 3　雷达观测点低空气流与大区气流分析/1029. 4　讨论/103第10 章　稻飞虱夜间迁飞的毫米波扫描雷达观测/10510. 1　稻飞虱简述/10510. 2　虫情信息/10610. 2. 1　灯下白背飞虱和褐飞虱数量动态分析/10610. 2. 2　稻飞虱大田起飞观察/10810. 2. 3　稻飞虱迁飞中的性比和卵巢发育进度/10810. 2. 4　稻飞虱与天敌的关系/11010. 3　雷达监测结果/11010. 3. 1　目标识别/11010. 3. 2　2007年第4代稻飞虱成虫的迁飞/11010. 3. 3　2007年第5代稻飞虱成虫的迁飞/11210. 3. 4　2007年稻飞虱回迁代的雷达监测/11410. 4　气象数据/11410. 4. 1　低空单点气流/11410. 4. 2　大气动力场分析/11410. 5　稻飞虱北迁南回的轨迹分析/11610. 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/12111. 1　稻纵卷叶螟简述/12111. 2　雷达观测期间灯下诱蛾情况/12211. 3　稻纵卷叶螟迁出的雷达观测/12211. 3. 1　稻纵卷叶螟迁出的时间动态/12311. 3. 2　稻纵卷叶螟密度的垂直分布/12411. 4　稻纵卷叶螟迁出的轨迹分析/12511. 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/13112. 1　外来物种入侵预警和风险分析研究状况/13212. 2　入侵有害生物物种空间分析技术体系概况/13212. 3　建模思想与分析软件研发/13312. 3. 1　建模思想分类/13312. 3. 2　软件实体的类型/13412. 3. 3　数据处理类型分类/13412. 4　预测物种分布研究进展/13512. 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/13813. 1　外来入侵物种预警和风险分析： 问题与不足/13813. 2　外来入侵物种风险预警分析系统原理/13913. 2. 1　CLIMEX 模型原理、参数与算法/13913. 2. 2　广义可加模型(GAM)原理与方法/14213. 3　外来入侵物种风险预警分析数据及其处理方法/14813. 3. 1　基础地理数据/14813. 3. 2　气象数据及其处理/14913. 3. 3　WorldClim 生物气象变量数据及其处理/15113. 3. 4　植被数据及其处理/15113. 3. 5　土地利用数据及其处理/15113. 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/15314. 1　红火蚁简述/15314. 2　材料与方法/15414. 2. 1　材料/15414. 2. 2　方法/15414. 3　结果与分析/15614. 3. 1　CLIMEX 模型大尺度分析结果/15614. 3. 2　CLIMEX 局部地区限制因素分析结果/16114. 3. 3　种群动态模型分析结果/16514. 3. 4　模型分析与实际发生情况对比分析结果/16714. 4　讨论与结论/16714. 4. 1　气温和降水对红火蚁定殖的影响/16714. 4. 2　高山对红火蚁定殖的影响/16914. 4. 3　CLIMEX 与种群动态模型预测结果的差异/16914. 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/17115. 1　材料与方法/17115. 1. 1　材料/17115. 1. 2　方法/17215. 2　建模过程及结果分析/17315. 2. 1　数据探索/17315. 2. 2　模型筛选/17515. 2. 3　模型预测能力检验/18015. 2. 4　基于GAM 模型的红火蚁在中国的适生性分析结果/18215. 2. 5　GAM 模型分析结果的精确性假定判断/18315. 3　讨论与结论/18415. 3. 1　CLIMEX、CDM 和GAM 3 种模型的建模理论对比分析/18415. 3. 2　GAM 模型讨论/18415. 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/18616. 1　马铃薯甲虫简述/18616. 2　马铃薯甲虫在中国的适生区分析/18716. 2. 1　环境数据/18716. 2. 2　地图资料/18816. 2. 3　分布数据资料及其处理/18816. 2. 4　方法/18916. 2. 5　DK-GARP 模型预测结果/19016. 2. 6　MaxEnt 模型预测结果/19016. 2. 7　GAM 模型预测结果/19316. 3　DK-GARP、MaxEnt 和GAM 3 种模型预测结果比较/19716. 3. 1　评估指标相互间关系的分析结果/19716. 3. 2　模型预测能力对比分析结果/19816. 3. 3　模型预测精度来源分析结果/19916. 3. 4　适生区的划分及风险等级/20216. 4　讨论/203参考文献/204

《农作物重大生物灾害监测与预警技术》 本书系“十一五”国家重点出版规划项目，由我国植物保护高新技术学科带头人程登发研究员携弟子在完成国家科技支撑计划、国家社会公益性研究专项资金项目、国家自然科学基金项目等多项国家级科研课题和博士论文的基础上撰成，是我国第一部系统介绍遥感、地理信息系统、全球定位系统等“3S”高新技术在植物保护中应用的专著。书中概要叙述了“3S”技术监测预警农作物重大生物灾害的原理和国内外研究进展，以较大篇幅、数个研究实例重点介绍了其分析研究方法及具体应用，并对计算机信息技术、数理统计建模、人工智能和大区域宏观分析等技术的综合应用也作了图文并茂的介绍。全书技术路线清晰，原创成果突出，实战指导性强，对搭建农作物重大生物灾害监测预警平台、加快我国现代植保防灾减灾体系建设具有重要的理论意义和实际意义，对植保专业人员知识更新、农林部门发布重大病虫害预测预报和制定其防治决策具有较高的参考价值。《农作物重大生物灾害监测与预警技术》 本书在总结作者多年科研创新成果的基础上，首次对遥感、地理信息系统和全球定位系统等“3S”技术在植物保护中的应用作了系统而详尽的介绍。 全书共分3编16章，分别从遥感技术监测农作物病虫害、昆虫雷达监测重大迁飞性害虫、外来入侵物种风险分析诸方面介绍了农作物重大生物灾害监测预警系统的研究现状、研究方法、应用技术及对未来的展望，涉及稻飞虱、稻纵卷叶螟、草地螟、旋幽夜蛾、红火蚁、马铃薯甲虫和小麦白粉病等多个重要病虫害监测预警或潜在分布研究实例，充分反映了近年来国内外植物保护高新技术的新进展，特别是我国植保专家在昆虫雷达遥感技术和昆虫雷达数据实时采集与分析系统研究等方面的突破性进展和国际领先成果。【作者简介】程登发 博士，中国农业科学院植物保护研究所研究员、农业有害生物监测预警研究室原主任，国家小麦产业技术体系病虫害防控研究室岗位科学家，中国农业科学院研究生院博士生导师，西南大学兼职教授，中国植物保护学会常务理事、植保信息技术专业委员会主任委员。从事农作物病虫害监测预警和植保信息技术研究多年，先后主持多项国家级科研项目，获国家科技进步二等奖、农业部和中国农科院科技进步二、三等奖共7 项。已主编或参编出版《扫描昆虫雷达与昆虫迁飞监测》等著作8 部，发表论文100 余篇。在微小昆虫飞行磨系统及麦蚜迁飞生物学研究、昆虫雷达组装技术及扫描昆虫雷达回波数据采集分析系统等研究方面，被国内外同行专家公认为达到国际领先水平。张云慧 博士，中国农业科学院植物保护研究所副研究员，中国农业科学院研究生院硕士生导师，中国植物保护学会植保信息技术专业委员会秘书长。陈 林 博士，宁夏出入境检验检疫局高级工程师。乔红波 博士，河南农业大学副教授、硕士生导师。蒋春先 博士，四川农业大学副教授、硕士生导师。杨秀丽 硕士，山西省农科院小麦研究所助理研究员