基于光谱反射率的果树病虫害级别定量化测评——以红富士苹果树黄叶病害、红蜘蛛虫害为例

【目的】分析红富士苹果树分别在各级红蜘蛛虫害、黄叶病害胁迫下的反射光谱特征,并利用光谱数据对果树受害程度进行定量化测评。【方法】于2007年6～7月,在陕西省礼泉县测定了患有各级红蜘蛛虫害、黄叶病害果树的光谱反射率,将正常、轻度、中度、重度受害果树的光谱反射率分别记为R正常、R轻度、R中度、R重度。首先,在对光谱数据进行预处理和一阶微分变换的基础上,对各级红蜘蛛虫害、黄叶病害胁迫下果树的光谱特征分别进行分析;随后,基于各级红蜘蛛虫害、黄叶病害对应的光谱特征,分别构造了6种光谱指数,并从中择优建立对红蜘蛛虫害、黄叶病害级别进行测评的数学模型;最后,利用检验样本果树的反射光谱分别对所建立的红蜘蛛虫害、黄叶病害级别测评模型的精度进行检验。【结果】各级红蜘蛛虫害对应的反射光谱在630～695nm,R重度>R中度>R轻度>R正常,且在684nm处变异系数最大;在730～950nm,R重度R中度>R轻度>R正常,且在603nm处变异系数最大;在740～950nm,R重度<R中度<R轻度<R正常,且在764nm处变异系数最大。果树反射光谱的"红边"位置随虫害、病害程度的加重而依次发生"蓝移"。建立的红蜘蛛虫害、黄叶病害级别测评模型对相应虫害、病害级别的测评准确率分别为96%,98%。【结论】各级红蜘蛛虫害、黄叶病害胁迫下的红富士苹果树的反射光谱差异较大,利用光谱数据可精确地对各级红蜘蛛虫害、黄叶病害级别进行定量化测评。