高光譜遙感是利用電磁波譜中300-2500nm的譜段范圍對地物進(jìn)行信息獲取的遙感技術(shù)。高光譜遙感具有圖譜合一的特點(diǎn)，可以獲取豐富的地物光譜信息，這是傳統(tǒng)遙感技術(shù)所不能比擬的優(yōu)勢。高光譜遙感技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對地表植被、土壤、水體等各類自然資源的詳細(xì)監(jiān)測，在農(nóng)林業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

無人機(jī)高光譜遙感監(jiān)測技術(shù)為甘蔗病蟲害的預(yù)防提供了一種先進(jìn)的方法。以下是該技術(shù)在甘蔗病蟲害預(yù)防中的應(yīng)用和步驟：

1. 無人機(jī)搭載高光譜相機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集：利用無人機(jī)搭載高光譜相機(jī)，在甘蔗田地上方獲取高光譜圖像數(shù)據(jù)。無人機(jī)的高空視角可以覆蓋大面積的甘蔗田，并且可以通過調(diào)整飛行高度和速度來獲取高質(zhì)量的高光譜數(shù)據(jù)。

2. 高光譜數(shù)據(jù)處理與分析：對獲取的高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括去噪聲、幾何校正、大氣校正等預(yù)處理步驟，以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。然后，結(jié)合甘蔗病蟲害的光譜特征，通過圖像處理和分析技術(shù)，提取與病蟲害相關(guān)的光譜信息。

3. 建立病蟲害預(yù)測模型：利用機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析方法，基于提取的光譜信息和已知的甘蔗病蟲害數(shù)據(jù)，建立病蟲害的預(yù)測模型。這個模型可以根據(jù)高光譜數(shù)據(jù)預(yù)測甘蔗田地的病蟲害發(fā)生概率和程度。

4. 定期監(jiān)測與預(yù)警：通過定期利用無人機(jī)高光譜遙感監(jiān)測技術(shù)獲取甘蔗田地的高光譜數(shù)據(jù)，并結(jié)合建立的病蟲害預(yù)測模型，對甘蔗田地進(jìn)行定期的監(jiān)測和預(yù)警。這可以幫助農(nóng)民及時發(fā)現(xiàn)潛在的病蟲害風(fēng)險，采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

5. 精準(zhǔn)防治與管理：基于無人機(jī)高光譜遙感監(jiān)測結(jié)果，農(nóng)民可以定位到病蟲害發(fā)生的區(qū)域，采取精準(zhǔn)的防治措施，如局部噴灑農(nóng)藥、剪除受害部分等，以避免不必要的農(nóng)藥使用和減少環(huán)境污染。

需要注意的是，無人機(jī)高光譜遙感監(jiān)測在預(yù)防甘蔗病蟲害中，仍然面臨一些挑戰(zhàn)，如光照、大氣條件、甘蔗品種等因素對光譜數(shù)據(jù)的影響。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要綜合考慮各種因素，結(jié)合地面實(shí)況驗(yàn)證和其他監(jiān)測手段，進(jìn)一步提高預(yù)測的準(zhǔn)確性和可靠性。同時，農(nóng)民和相關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)對該技術(shù)的培訓(xùn)和應(yīng)用研究，以提高甘蔗病蟲害防治的效果和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性。

　本研究應(yīng)用了400-1000nm的高光譜相機(jī)，可采用廣東賽斯拜克有限公司產(chǎn)品SF500-無人機(jī)高光譜進(jìn)行相關(guān)研究。SF500-無人機(jī)高光譜測量系統(tǒng)采用高信噪比超高速CCD成像器件，提供高穩(wěn)定性的光譜圖像采集；采用自研的高效率低功耗圖像處理算法，大大延長了整機(jī)飛行時間，降低了系統(tǒng)功耗。

　　甘蔗是我國重要的糖料作物，主要種植在華南地區(qū)，廣西種植面積占全國60%以上，是我國重要的甘蔗種植基地。甘蔗是一種多年生作物，并利用蔗莖進(jìn)行無性繁殖，所以由于我國甘蔗產(chǎn)區(qū)長期連作種植，輪作區(qū)域較少，這就致使甘蔗病蟲害日積月累，不斷加重其危害程度。再加上甘蔗在春、夏、秋、冬四季均能種植，這就為病蟲害的快速傳播創(chuàng)造了有利的條件。所以，我國的甘蔗病害具有以下特點(diǎn)∶

        （1）病害生理小種復(fù)雜；

　　（2）病蟲害世代重疊；

　?。?）病蟲害危害嚴(yán)重。

　　一方面，據(jù)有關(guān)部門調(diào)查顯示，黑穗病及花葉病在我國主要產(chǎn)蔗區(qū)的發(fā)病率在25%以上，大片蔗田因地下害蟲的危害而不能宿根。由于甘蔗病蟲害對甘蔗產(chǎn)量、甘蔗宿根年限及甘蔗的品質(zhì)均有極為嚴(yán)重的影響，因此，甘蔗病蟲害己經(jīng)成為制約我國蔗糖產(chǎn)業(yè)快速健康發(fā)展的主要因素，嚴(yán)重地限制了蔗糖優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　另一方面，農(nóng)民為防治病蟲害而大量使用化學(xué)農(nóng)藥導(dǎo)致甘蔗病蟲的天敵大量死亡，打破了自然界昆蟲間相互制約的平衡關(guān)系，并致使危害甘蔗的害蟲產(chǎn)生了抗藥性，使得甘蔗害蟲的防治工作更加困難、被動。更使得甘蔗生長環(huán)境及人類健康因化學(xué)農(nóng)藥的殘留而受到污染、危害。因此，如何有效地預(yù)防甘蔗病蟲害，提高甘蔗病蟲害防治水平，確保甘蔗產(chǎn)業(yè)的快速健康發(fā)展已成為當(dāng)今植保工作者的首要任務(wù)。

　　遙感監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展已日趨究善。有很多已運(yùn)用在農(nóng)作物長勢監(jiān)測與估產(chǎn)中。由于作物病蟲害發(fā)生的生理生態(tài)過程及其與環(huán)境因素的關(guān)系較為復(fù)雜，作物病蟲害遙感監(jiān)測方法仍在摸索或探索之中。綜合區(qū)域農(nóng)作物的品種、栽培方法、氣候環(huán)境等因素對作物病蟲害發(fā)生的影響、特點(diǎn)，建立多元化的作物病蟲害光譜特征數(shù)據(jù)庫，改進(jìn)作物病蟲害遙感監(jiān)測模型或算法，增強(qiáng)預(yù)測預(yù)報模型的普適性和機(jī)理性，以提高作物病蟲害遙感監(jiān)測方法的適用性和目的性。