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本書(shū)對(duì)農(nóng)業(yè)遙感和遙感數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)知識(shí)及其基本應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。本書(shū)基于河南省重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)：小麥赤霉病智能化監(jiān)測(cè)平臺(tái)與綠色防控技術(shù)體系研發(fā)與示范（241111110800），國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目：花生白絹病多源數(shù)據(jù)時(shí)空動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)方法研究（32271993）和國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金：基于譜段間角度差異指數(shù)的農(nóng)田作物殘留物遙感信息提取方法研究（42101362）研究成果而撰寫(xiě)。
全書(shū)共9章，包括遙感概述、遙感監(jiān)測(cè)小麥病蟲(chóng)害研究現(xiàn)狀、遙感監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)獲取、多源遙感數(shù)據(jù)處理方法、遙感作物病害監(jiān)測(cè)理論和模型、近地監(jiān)測(cè)小麥赤霉病、無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)小麥赤霉病、衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)小麥赤霉病、區(qū)域尺度小麥赤霉病預(yù)測(cè)等。每章內(nèi)容除了詳細(xì)的內(nèi)容講解外，還安排了小麥種植區(qū)域提取、小麥赤霉病近地、無(wú)人機(jī)和衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)等實(shí)例，以讓讀者全面了解農(nóng)業(yè)遙感圖像分析的應(yīng)用。
本書(shū)組織結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)容全面豐富，不僅可作為農(nóng)業(yè)碩士農(nóng)業(yè)工程與信息技術(shù)領(lǐng)域研究生專業(yè)用書(shū)，農(nóng)業(yè)信息化相關(guān)從業(yè)者、圖像處理相關(guān)愛(ài)好者的參考工具書(shū)，還可作為高等院校智慧農(nóng)業(yè)、遙感測(cè)繪相關(guān)師生的學(xué)習(xí)和參考用書(shū)，以及農(nóng)業(yè)信息化相關(guān)行業(yè)培訓(xùn)班的教學(xué)用書(shū)。

黨的二十大報(bào)告指出，必須堅(jiān)持科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動(dòng)力，深入實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略、人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，開(kāi)辟發(fā)展新領(lǐng)域新賽道，不斷塑造發(fā)展新動(dòng)能新優(yōu)勢(shì)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是新質(zhì)生產(chǎn)力在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的重要應(yīng)用之一，通過(guò)引入遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、智能裝備等，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)和管理，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)度和效率。本書(shū)為實(shí)現(xiàn)小麥赤霉病的地塊尺度的時(shí)空預(yù)警問(wèn)題，研究如何通過(guò)在小麥關(guān)鍵生育期開(kāi)展多時(shí)相航拍監(jiān)測(cè)病害的早期發(fā)生；如何整合遙感、氣象信息進(jìn)行病害流行驅(qū)動(dòng)因子篩選及時(shí)相特征提取，為小麥赤霉病流行監(jiān)測(cè)及預(yù)測(cè)模型提供關(guān)鍵信息；如何通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法將這些驅(qū)動(dòng)因子與傳統(tǒng)病害流行模型進(jìn)行耦合，建立小麥赤霉病流行監(jiān)測(cè)及預(yù)測(cè)時(shí)空動(dòng)態(tài)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)該病害發(fā)展時(shí)間與空間上的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及預(yù)警。在上述研究基礎(chǔ)上，有望提出一種基于地塊尺度的預(yù)警穗部病害的新手段，從而為其他機(jī)理相似的病蟲(chóng)害提供準(zhǔn)確識(shí)別與預(yù)警、減少農(nóng)藥投入、降低病菌產(chǎn)生毒素威脅人畜健康的風(fēng)險(xiǎn)提供技術(shù)支持。同時(shí)隨著我國(guó)國(guó)產(chǎn)多角度衛(wèi)星遙感、無(wú)人機(jī)多角度航拍和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟也為項(xiàng)目成果轉(zhuǎn)化提供了廣闊的空間。本書(shū)特點(diǎn)如下。涵蓋面廣。農(nóng)業(yè)遙感涉及近地、無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星等多源、多尺度、多傳感器數(shù)據(jù)分析問(wèn)題，書(shū)中涵蓋了近地、無(wú)人機(jī)和衛(wèi)星多光譜傳感器等多方面的遙感圖像分析案例。邏輯嚴(yán)謹(jǐn)。按照遙感概述、遙感監(jiān)測(cè)小麥病蟲(chóng)害研究現(xiàn)狀、遙感監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)獲取、多源遙感數(shù)據(jù)處理方法、遙感作物病害監(jiān)測(cè)理論和模型的總體脈絡(luò)進(jìn)行理論介紹；按照近地監(jiān)測(cè)小麥赤霉病、無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)小麥赤霉病、衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)小麥赤霉病、區(qū)域尺度小麥赤霉病預(yù)測(cè)等不同尺度開(kāi)展農(nóng)業(yè)遙感數(shù)據(jù)分析案例介紹。本書(shū)適合以下讀者學(xué)習(xí)使用：農(nóng)業(yè)碩士農(nóng)業(yè)工程與信息技術(shù)領(lǐng)域研究生專業(yè)用書(shū)。智慧農(nóng)業(yè)、遙感測(cè)繪和地理學(xué)相關(guān)師生。圖像處理相關(guān)愛(ài)好者。農(nóng)業(yè)信息化相關(guān)從業(yè)者。在本書(shū)編著過(guò)程中，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)馬新明教授、喬紅波教授、王健博士、張哲博士、西北農(nóng)林科技大學(xué)張東彥教授、杭州電子科技大學(xué)張競(jìng)成教授、北京市農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心楊浩研究員等提出了許多寶貴的修改意見(jiàn)。同時(shí)，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生高春鳳、公政、李尚洲、申家寧、姚藝晗、何強(qiáng)、溫甜甜、張亞鵬、胡靜宇等協(xié)助整理了部分?jǐn)?shù)據(jù)和內(nèi)容，在此對(duì)他們的辛勤付出一并表示感謝。盡管著者在編寫(xiě)過(guò)程中力求嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，但由于時(shí)間與精力有限，疏漏之處在所難免，望廣大讀者批評(píng)指正。著?者 2024年5月

第1章遙感概述 1
1.1 遙感的概念與特點(diǎn) 2
1.2 遙感系統(tǒng) 3
1.3 遙感的分類 4
1.4 遙感發(fā)展歷程與趨勢(shì) 7
1.4.1 遙感發(fā)展歷程 7
1.4.2 遙感發(fā)展趨勢(shì) 9
1.4.3 我國(guó)農(nóng)業(yè)遙感的發(fā)展 11

第2章遙感監(jiān)測(cè)小麥病蟲(chóng)害研究現(xiàn)狀 13
2.1 遙感監(jiān)測(cè)意義 14
2.2 遙感監(jiān)測(cè)原理 17
2.2.1 植被反射光譜特征 17
2.2.2 土壤反射光譜特征 22
2.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析 23
2.3.1 小麥赤霉病農(nóng)學(xué)研究進(jìn)展 23
2.3.2 作物病蟲(chóng)害遙感監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展 26
2.3.3 作物病蟲(chóng)害遙感預(yù)測(cè)研究進(jìn)展 30
2.4 小麥赤霉病遙感監(jiān)測(cè)的應(yīng)用前景 32

第3章遙感監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)獲取 33
3.1 冬小麥物候期及赤霉病分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 34
3.1.1 河南省冬小麥物候期 34
3.1.2 冬小麥赤霉病分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 35
3.2 小麥赤霉病無(wú)人機(jī)-地實(shí)驗(yàn) 40
3.2.1 地面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 41
3.2.2 地面數(shù)據(jù)采集 42
3.2.3 無(wú)人機(jī)多光譜數(shù)據(jù)采集 49
3.3 小麥赤霉病星-地實(shí)驗(yàn) 51
3.3.1 地面調(diào)查方式 51
3.3.2 星-地同步數(shù)據(jù)收集 52
3.3.3 農(nóng)業(yè)管理部門(mén)數(shù)據(jù)收集 54

第4章多源遙感數(shù)據(jù)處理方法 56
4.1 遙感影像處理方法 57
4.1.1 遙感傳感器定標(biāo) 58
4.1.2 大氣校正方法 59
4.1.3 幾何校正方法 60
4.2 遙感影像增強(qiáng)技術(shù) 61
4.2.1 影像融合 62
4.2.2 遙感影像超分辨率 65
4.2.3 植被指數(shù)和紋理指數(shù) 66
4.3 不同平臺(tái)遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù) 69
4.3.1 地面便攜式地物光譜儀數(shù)據(jù)預(yù)處理 69
4.3.2 無(wú)人機(jī)航拍影像拼接 72
4.3.3 衛(wèi)星多光譜遙感影像大氣校正 73
4.4 冬小麥遙感圖像分類技術(shù) 78
4.4.1 遙感圖像分類的概念 79
4.4.2 遙感圖像分類的步驟 79
4.4.3 遙感圖像分類的基本算法 81
4.4.4 冬小麥種植區(qū)域提取 84

第5章遙感作物病害監(jiān)測(cè)理論和模型 89
5.1 作物病害分類技術(shù) 90
5.1.1 作物病害敏感參數(shù)遙感估算 90
5.1.2 作物病害圖像分類算法 95
5.1.3 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展 97
5.1.4 圖像分類算法 100
5.1.5 語(yǔ)義分割和實(shí)例分割算法 110
5.2 作物病害深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù) 114
5.2.1 圖像目標(biāo)檢測(cè)原理 114
5.2.2 深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)發(fā)展 114
5.2.3 目標(biāo)檢測(cè)算法 115

第6章近地監(jiān)測(cè)小麥赤霉病 124
6.1 作物病害近地監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀 125
6.1.1 作物病害研究現(xiàn)狀 125
6.1.2 近地監(jiān)測(cè)優(yōu)勢(shì) 128
6.2 近地監(jiān)測(cè)案例 129
6.2.1 研究區(qū)與圖像數(shù)據(jù)采集 129
6.2.2 數(shù)據(jù)增強(qiáng) 132
6.2.3 單穗小麥赤霉病嚴(yán)重度識(shí)別 134
6.2.4 群體小麥赤霉病穗實(shí)時(shí)檢測(cè) 150

第7章無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)小麥赤霉病 163
7.1 作物病害無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀 164
7.1.1 光譜特征監(jiān)測(cè) 164
7.1.2 紋理特征監(jiān)測(cè) 165
7.2 無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)案例 166
7.2.1 監(jiān)測(cè)流程 167
7.2.2 特征提取 169
7.2.3 機(jī)器學(xué)習(xí)模型 172
7.2.4 精度分析與效果評(píng)估 173

第8章衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)小麥赤霉病 177
8.1 作物病害衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀 178
8.1.1 葉片尺度監(jiān)測(cè) 178
8.1.2 冠層尺度監(jiān)測(cè) 180
8.1.3 區(qū)域尺度監(jiān)測(cè) 181
8.2 衛(wèi)星監(jiān)測(cè)案例 182
8.2.1 研究區(qū)與數(shù)據(jù)概述 183
8.2.2 遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理 186
8.2.3 監(jiān)測(cè)模型選取 190
8.2.4 小麥赤霉病監(jiān)測(cè)結(jié)果 191

第9章區(qū)域尺度小麥赤霉病預(yù)測(cè) 201
9.1 作物病害預(yù)測(cè)現(xiàn)狀 202
9.1.1 作物病害氣象預(yù)測(cè)研究進(jìn)展 202
9.1.2 作物病害遙感預(yù)測(cè)研究進(jìn)展 204
9.2 多源數(shù)據(jù)結(jié)合預(yù)測(cè)小麥赤霉病 204
9.2.1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù) 204
9.2.2 小麥種植分布提取 207
9.2.3 病害特征提取模型 210
9.2.4 小麥赤霉病預(yù)測(cè)和分析 215

參考文獻(xiàn) 224

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