高光谱技术在农业遥感中的应用研究进展

引言

现代化农业的发展离不开现代信息技术的应用，将高光谱技术应用到农业遥感当中，能够更加准确地获得农作物在生长期间的各项数据信息，从而高效管理、提前预防，为农作物提供良好的生长环境，提高农作物的产量和质量，进而获得更多的经济效益和社会效益。

高光谱技术在农业遥感中的具体应用情况

2.1对农作物进行识别和精细分类

对农作物进行精细分类，能够精准识别农作物的种类、了解农作物的种植面积以及长势等情况，从而对农作物种植面积进行预测、对农作物产量进行预估、对农作物灾害进行监测，不仅为农作物的健康成长提供了有力保障，还为我国农业结构的调整提供了可靠数 据，有效保障了我国的粮食安全。

高光谱技术在农业遥感中的应用，能够结合遥感探测技术，利用其大数据量、高维度、小样本、高分辨率、灵敏度等特点，对农作物数据信息进行更加细致的提取，分析其平均光谱，从而对不同农作物进行识别和精细分类。

2.2对农作物常见病害进行监测

农作物病害不仅会使农作物大量减产，还会对生态环境带来不良影响。传统情况下，对农作物常见病害进行监测主要以人工为主，通过田间取样方式来判断农作物的病害等级，其效率低下，对病害预测存在较大的误差。由于农作物在感染病害后光谱特征会发生改变，因此，通过高光谱技术，能够更好地对农作物病害进行监测。随着高光谱技术在现代化农业生产中的普遍应用，将高光谱技术应用在农业遥感当中，利用其成像技术，一方面通过其图像信息，直观反映农作物外部的表面缺陷，另一方面通过其光谱数据，反映农作物内部物理结构和化学成分，从而对农作物生长状况进行实时动态监测，有效提高了大面积农作物的监测效率，能够为农作物病害情况的发生及时提供可靠数据，便于工作人员及时分析病害程度等级。

早期预防，降低农作物减产所带来的损失。例如，在烟草感染花叶病后，可见光波段的反射率上升，近红外波段的反射率降低且病害程度越重，变化越明显。工作人员可以通过对光谱数据的分析，来判断烟草感染花叶病的程度，及时予以防治。

2.3对农作物营养状况进行监测

农作物在生长过程中离不开水分、肥料等营养物质，如果农作物营养状况欠佳，势必会影响农作物的生长态势。如果农作物施肥过度，例如氮营养过量， 将会破坏周边生态环境。

高光谱技术在农业遥感中的应用，能够对农作物营养状况进行实时、无损、高分辨率监测，实现大面积农作物的快速扫描，捕捉农作物叶片结构和叶片形状的光谱变化，通过数据间的对比和分析，来综合评估农作物水分和氮磷钾等成分的营养情况，看其是否缺乏或过剩，进而为农作物灌溉和施肥提供数据依据，推动精准农业的进一步发展。

2.4 对农作物产量进行预估

农作物的生长情况体现在农作物的外在特征上，而农作物的外在特征又影响着农作物对光的吸收、反射等变化，因此，通过光谱差异，可以对农作物的长势进行监测。高光谱技术在农业遥感中的应用，能够对农作物叶面积指数和生物量进行无损监测，通过对其参数的分析和判断，来预测农作物的长势。除此之外，无人机高光谱遥感技术的应用，有效解决了气候等因素对其影响，能够对农作物进行全天候的监测，且其影像具有较高的分辨率。工作人员通过光谱参数建模，则能够方便快速地对农作物的产量进行预估。

2.5 对农作物土壤养分进行检测

土壤环境对农作物生长有着直接的影响。有些地区的农民为了高产，对农作物过度施肥，导致土壤的生态环境遭到破坏，土壤结构变差，板结现象严重， 反而对农作物的生长造成了不良影响，农作物产量不升反降，农民收益下降。利用高光谱遥感技术，能够对土壤质地、土壤养分、含水量等进行有效检测，且适用范围较广，检测速度较快，不仅便于选取更加合适的农作物进行种植，确保农作物的稳定增产，还能够根据土壤检测结果，合理制定农作物的施肥方案， 对于提高农作物的产量和品质有着重要的作用。

高光谱技术在农业遥感中的应用优化策略

3.1 完善农作物特征光谱库和数据库

农作物特征光谱库和数据库的建立，能够将所采集到的光谱数据与光谱库中的数据进行对比，从而分析出更多的农作物信息，为农作物监测提供更为准确、客观的数据信息。目前，农作物特征光谱库和数据库仍需完善，需要对所采集到的各项数据进行收集和处理，利用不同农作物的光谱特征差异，对其进行分类，并结合不同农作物在不同条件下的光谱变化 等情况，建立基于农作物光谱数据库的农作物评价模型，进而提高数据模型的适用性和准确性，以确保高 光谱技术在现代化农业遥感中的应用效率，提高现代化农业监测数据的准确性。

3.2 强化高光谱技术与多重信息技术的融合

现代信息技术的快速发展，使得高光谱技术的应用更具现代化，因此，高光谱技术在农业遥感中的应用，应重视与多重信息技术的融合，使其发挥出更大的价值。例如，将农业高光谱遥感技术与GIS、GPS技术的结合，能够利用GIS强大的空间分析能力和GPS的精确定位能力，来对农作物进行全方位的监测，一方面，有效解决复杂区域农作物的监测问题，增强农作物的监测效果；另一方面，提高对农作物采集数据的处理水平，使监测数据的精准性更强，从而更好地对农作物进行高效管理。再如，将高光谱遥感技术与激光雷达测量技术相互结合，能够弥补彼此之间的不足，使其各自优势得到更好的发挥，从而使农作物的精细分类结果精准度更高。

3.3 深度挖掘高光谱数据信息

农作物生长受光的影响较大，从而对不同光谱有着不同的反应。由此可见，高光谱技术在农业遥感中的应用，对于推进智慧农业发展有着重要的意义。因此，应利用大数据等信息技术，对农业中的高光谱遥感数据信息进行深度挖掘，提高高光谱采集数据的利用效率，充分利用相关数据信息价值，一方面对农业数据库进行完善，另一方面利用更多的数据信息，构建光谱模型，对农作物长势、病害等发生趋势进行分析和模拟，从而为精准农业决策的进行提供更为可靠的数据依据。

结语

随着时代的发展，高光谱技术在农业遥感中的应用成为现代化农业发展的重要技术手段之一，其图谱合一功能，能够对农作物生长实行精准监测，预估农作物产量，促进了精准农业的发展。在未来的发展过程中，高光谱技术在农业遥感中的应用范围将会更加广阔，与其他信息技术的结合将会更加紧密，能够以多角度、全方位的农作物生产监测体系，获得时间、 空间、光谱属性等多维度的数据信息，并利用信息模型，实现对农作物的精细化管理，推动数字化农业的进一步发展。

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审核编辑 黄宇