高光譜成像技術(shù)是傳統(tǒng)意義上的二維成像遙感技術(shù)和光譜技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，通過(guò)成像系統(tǒng)獲取被測(cè)對(duì)象的二維信息和空間信息，具備光譜檢測(cè)和圖像檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，在精細(xì)農(nóng)業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)高光譜成像儀在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用做了匯總。

作物生長(zhǎng)信息的提?。?/strong>

氮素是作物生長(zhǎng)最為重要的營(yíng)養(yǎng)元素之一，受氮肥脅迫時(shí)，作物的生長(zhǎng)受到影響，引起葉面積指數(shù)、生物量、蓋度、葉綠素含量和蛋白質(zhì)含量等降低，從而影響作物群體的反射光譜發(fā)生改變，所以利用高光譜成像技術(shù)無(wú)損監(jiān)測(cè)作物氮素一直是精細(xì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重點(diǎn)。利用高光譜成像技術(shù)可以對(duì)作物的營(yíng)養(yǎng)狀況進(jìn)行比較準(zhǔn)確的分析和檢測(cè)，為變量施肥提供參考，從而節(jié)省農(nóng)業(yè)資源的投入，高光譜養(yǎng)分診斷模型在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有較高的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。

作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)：

作物的反射光譜特征主要由葉片中的葉肉細(xì)胞、葉綠素、水分含量以及其他生物化學(xué)組分對(duì)光線的吸收和反射形成的，受葉色、葉片結(jié)構(gòu)及水分狀況、葉片的生理生化性質(zhì)、植株形態(tài)及長(zhǎng)勢(shì)長(zhǎng)相等因素的影響。可見(jiàn)光的反射率主要受葉綠素等各種色素的影響，近紅外波段反射率則由葉片水分狀況起決定作用，不同的植物、同一作物的不同生育時(shí)期，以及同一作物的不同健康狀況，其光譜反射特性均不一樣。因此研究作物不同生長(zhǎng)條件下的光譜特性與這些生理指標(biāo)的關(guān)系，就可以實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)作物的長(zhǎng)勢(shì)和進(jìn)行苗情診斷，從而科學(xué)地指導(dǎo)農(nóng)事活動(dòng)。高光成像技術(shù)以其超多波段、光譜分辨率高等特點(diǎn)被用來(lái)反演葉子各組分含量，監(jiān)測(cè)作物的生長(zhǎng)狀況。

監(jiān)測(cè)植物病蟲(chóng)害：

植物病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)是通過(guò)監(jiān)測(cè)葉片的生物化學(xué)成分來(lái)實(shí)現(xiàn)的，病蟲(chóng)害感染導(dǎo)致葉片葉肉細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而使葉片的光譜反射率隨之變化。植物的光譜特性是植物在生長(zhǎng)過(guò)程中與環(huán)境因子相互作用的綜合光譜信息。病蟲(chóng)害對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)造成的影響主要有2種表現(xiàn)，農(nóng)作物形態(tài)的變化和內(nèi)部生理變化。無(wú)論是形態(tài)或生理的變化，都會(huì)導(dǎo)致作物光譜特征的變化。高光成像監(jiān)測(cè)作物病蟲(chóng)害技術(shù)正是通過(guò)研究作物受到病蟲(chóng)害后的光譜變化，尋找病蟲(chóng)害程度與光譜變化之間的關(guān)系，確定不同作物和病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)的敏感波段和敏感時(shí)期的一種先進(jìn)手段。

監(jiān)測(cè)作物葉面積指數(shù)：

葉面積指數(shù)通常是指單位面積土地上所有葉片表面積的總和，或單位面積上植物葉片的垂直投影面積總和，它是作物冠層結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要參數(shù)，它不僅決定著作物的許多生物物理過(guò)程，還能提供作物生長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)信息，同時(shí)葉面積指數(shù)也是許多作物生長(zhǎng)模型和決策支持系統(tǒng)的重要輸入?yún)?shù)。通過(guò)高光譜成像技術(shù)建立相應(yīng)的預(yù)測(cè)模型，可以建立葉面積指數(shù)、葉綠素密度與光譜反射率之間的關(guān)系。利用高光譜成像技術(shù)獲取作物的葉面積指數(shù)，能夠克服傳統(tǒng)獲取作物葉面積指數(shù)費(fèi)時(shí)耗力，并減少作物葉片的破壞性。

監(jiān)測(cè)作物生物量：

生物量是作物重要的生理參數(shù)之一，作物生物量與葉面積指數(shù)和產(chǎn)量密切相關(guān)。通過(guò)高光譜成像技術(shù)獲取農(nóng)作物各生育期的冠層高光譜數(shù)據(jù)，經(jīng)多元統(tǒng)計(jì)分析與光譜微分處理，就可以建立基于植被指數(shù)和歸一化植被指數(shù)估測(cè)模型，進(jìn)而對(duì)農(nóng)作物的生物量進(jìn)行分析。

監(jiān)測(cè)作物葉綠素含量：

葉綠素是作物光合作用的主要色素，是吸收光能的物質(zhì)，其含量的高低直接影響作物的光合作用、同化作用和物質(zhì)積累能力。通常葉綠素可以作為作物氮素脅迫、光合作用能力和發(fā)育階段的指示器，因此，葉片及冠層光譜反射率對(duì)光合色素的響應(yīng)可以作為一種監(jiān)測(cè)光合作用、氮素狀況的有力手段。利用高光譜數(shù)據(jù)可以及時(shí)估算及預(yù)測(cè)作物的葉綠素含量等生理參量，對(duì)監(jiān)測(cè)作物生長(zhǎng)狀況具有良好的可行性。光譜特征正成為實(shí)時(shí)、快速監(jiān)測(cè)作物長(zhǎng)勢(shì)的有效手段，為合理措施的采用提供了依據(jù)。