摘要：
越來(lái)越多的證據表明，農作物的鉀缺乏會(huì )增加它們對食草節肢動(dòng)物的易感性。遙感檢測植物缺鉀的能力有利于節肢昆蟲(chóng)的取樣和鉀肥的空間優(yōu)化，從而減少因節肢昆蟲(chóng)引起的產(chǎn)量損失。本文在播種后的69天(幼苗)，96天(莖伸長(cháng))，和113天(早期開(kāi)花)分階段的進(jìn)行土壤及植物中的養分進(jìn)行了測定。在相同的時(shí)間里，通過(guò)應用無(wú)人機(UAV)多光譜獲取技于15和120米的距離獲得了8.1和65毫米的空間(像素)分辨率的多光譜圖像。并在69和96?天時(shí)，將野外植物被運送到一個(gè)帶有可控光源的實(shí)驗室里，并使用240通道的（390-890納米)高光譜攝影機對植物進(jìn)行了高光譜成像。在第113天時(shí)，發(fā)現所有的地塊都自然地布滿(mǎn)了綠色的桃子蚜蟲(chóng)(半翅目:蚜蟲(chóng)科)，并進(jìn)行了蚜蟲(chóng)的計數工作。并得知植物缺鉀會(huì )造成:(1)剛成熟葉片的氮濃度增加(2)綠桃蚜蟲(chóng)密度增加，(3)植被覆蓋減少，(4)歸一化植被指數(NDVI)減少以及油菜籽產(chǎn)量下降。通過(guò)分析可知，具有65毫米空間分辨率的無(wú)人機圖像具有很高的分類(lèi)精度(72-100%)，8毫米空間分辨率的無(wú)人機影像則較低?(69-94%)，在實(shí)驗室條件下從野外植物獲得的高光譜圖像的分類(lèi)精度為78-88%。當從無(wú)人機數據中移除非葉像素時(shí)，96天及113天獲得的空間分辨率為8毫米，65毫米圖像的分類(lèi)精度增大。研究表明，無(wú)人機影像具有提取植被營(yíng)養缺失及節肢動(dòng)物爆發(fā)范圍的潛力。
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研究背景：
1、越來(lái)越多的證據表明，農作物的鉀缺乏會(huì )增加它們對食草節肢動(dòng)物的易感性。然而傳統的植物或者土壤鉀含量測試是費時(shí)費力，且結果多為插值所得。
2、機載多/高光譜相機技術(shù)得到了極大的發(fā)展，通過(guò)將無(wú)人機機載相機應用到農業(yè)調查當中，可以加快調查的效率，降低調查的成本。
3、冠層反射數據在農業(yè)產(chǎn)量調查中得到了廣泛的應用，然而沒(méi)有任何研究對冠層反射數據與植被鉀含量之間的關(guān)系進(jìn)行研究。
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研究方法：
儀器選擇：
Pika II（美國Resonon公司、室內）
400-900nm，分辨率：2.1nm,位深度：12，幀頻：60/s
Mini-MCA6（美國Tetracam公司、機載）
重量：600g，通道數：6，圖像尺寸：1280×1024，尺寸：115.6×80.3×68.1 mm
測量方法：
多光譜：
無(wú)人機機載，分別與樣田上方15米及120米進(jìn)行拍攝，拍攝時(shí)間為上午上午11點(diǎn)至下午3點(diǎn)。
高光譜：
室內測量，每個(gè)樣田取三株搬至室內進(jìn)行測量。
土壤參數測量：
每個(gè)樣田取深0.3米，直徑35毫米，每塊地塊取三個(gè)樣本，送至CSBP Soil and Plant Analysis Laboratory進(jìn)行測量。
蚜蟲(chóng)數量：
人工數數記錄。
以上測量在油菜種下第69、96、113天同步進(jìn)行測量。
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分析方法：
多光譜數據油菜與土壤的分割
15米：?????????????????
規則：B3<0.4 and="" b5="">0.7
120米：
規則：B3<0.3 and="" b5="">0.45
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鉀含量的分析
1?僅含鉀最低的一組油菜表現出了不同，也只有鉀含量最低的產(chǎn)生了減產(chǎn)的現象。
2?植物氮的吸收與鉀的含量成反比
對缺鉀和富鉀區分精度分析
1、空間分辨率為65毫米的多光譜數據對不同見(jiàn)含量影響的植被的區分度均優(yōu)于8.1毫米的數據。
2、移除背景數據對與空間分辨率為65毫米數據的區分精度影響不大，但卻可以提高空間分辨率為8毫米數據的區分精度。
3、高光譜數據在第69天區分精度達到最高，96，113天隨時(shí)間降低。
4、選用與高光譜相同的波段，其區分精度會(huì )降低，且低于多光譜數據的區分精度。
蚜蟲(chóng)數量分析
缺鉀植被區域的蚜蟲(chóng)數量多余不缺鉀的植被區域，說(shuō)明植被缺鉀會(huì )導致植被對蚜蟲(chóng)的抵抗力。
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結論：
1、文章提出了對缺鉀和富鉀區域多光譜區分最好的數據為不去除背景的65毫米分辨率的數據（飛行高度為120米）
2、去除背景能夠提升8.1毫米空間分辨率數據的區分精度
3、缺鉀植被區域蚜蟲(chóng)數量高于其他區域，說(shuō)明缺鉀會(huì )降低油菜對蚜蟲(chóng)的抵抗力。
4、本次研究發(fā)現土壤背景值對區分結果具有影響，故在做冠層反射數據分析時(shí)，應用無(wú)人機進(jìn)行數據獲取，以得到足夠的背景值。
閱讀原文：Unmanned aerial vehicle canopy reflectance data detects pota
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