深度解讀 | 南京農業大學—薛博文博士：高光譜如何助力稻瘟病早期識別與病情估算

講師介紹

薛博文，南京農業大學博士，研究方向為水稻病害遙感監測。針對感病識別、病情估算

、精準施藥和產量估損等關鍵問題與行業需求開展了深入係統的研究；其中
，感病作物輻射傳輸建模、病害監測機製解析、病害監測通用模型構建為主要研究特色，克服了現階段病害遙感監測在理論和方法上的部分限製。在《Remote Sensing of Environment》、《Computers and Electronics in Agriculture》
、《遙感學報》等國內外知名期刊上發表論文11篇（*一作者4篇），申請/授權國*發明專*2項。

第32期高光譜課堂榮幸邀請到南京農業大學鍾山青年研究員—薛博文做線上講座報告，薛博士本次報告主要介紹了在葉片尺度中，針對顯征前病斑無法標記且光譜信號弱的問題
，基於時序成像光譜
、多端元光譜解混和空間熱點分析
，提出了一套基於近端成像光譜平台的無症狀期病害信號純化及可視化方法MESPOT，實(shi)現(xian)了(le)潛(qian)在(zai)病(bing)斑(ban)的(de)可(ke)視(shi)化(hua)及(ji)無(wu)症(zheng)狀(zhuang)期(qi)感(gan)病(bing)葉(ye)片(pian)的(de)高(gao)精(jing)度(du)分(fen)類(lei)。在(zai)冠(guan)層(ceng)尺(chi)度(du)，針(zhen)對(dui)多(duo)物(wu)候(hou)階(jie)段(duan)病(bing)情(qing)估(gu)算(suan)模(mo)型(xing)泛(fan)化(hua)能(neng)力(li)差(cha)和(he)精(jing)度(du)低(di)的(de)問(wen)題(ti)，基(ji)於(yu)參(can)數(shu)敏(min)感(gan)性(xing)分(fen)析(xi)、hunzayinzijieouhezhibeizhishuguiyihua，jiexilewuhouyingxiangduibingqinggusuanzuoyongjizhideshouyaoyinsu，goujianlejiyugaijinxingdaowenbingzhishudegaojingdubingqinggusuantongyongmoxing，shiyongwurenjichengxiangguangpupingtaishixianletiankuaichidudaowenbingyanzhongdudezhunquehuizhi。

麵向稻瘟病的PROSAIL模型拓展方法能夠適用於其他病害遙感監測研究嗎？

麵向稻瘟病的PROSAIL模(mo)型(xing)拓(tuo)展(zhan)方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)適(shi)用(yong)於(yu)其(qi)他(ta)病(bing)害(hai)遙(yao)感(gan)監(jian)測(ce)研(yan)究(jiu)，所(suo)有(you)受(shou)到(dao)生(sheng)物(wu)或(huo)者(zhe)非(fei)生(sheng)物(wu)脅(xie)迫(po)的(de)葉(ye)片(pian)，都(dou)不(bu)是(shi)均(jun)勻(yun)混(hun)合(he)的(de)介(jie)質(zhi)，而(er)可(ke)以(yi)看(kan)作(zuo)是(shi)在(zai)健(jian)康(kang)和(he)受(shou)損(sun)部(bu)位(wei)之(zhi)間(jian)存(cun)在(zai)一(yi)定(ding)物(wu)理(li)界(jie)限(xian)，即(ji)病(bing)葉(ye)是(shi)由(you)一(yi)定(ding)比(bi)例(li)的(de)健(jian)康(kang)和(he)葉(ye)片(pian)和(he)一(yi)定(ding)比(bi)例(li)的(de)受(shou)損(sun)葉(ye)片(pian)混(hun)合(he)而(er)成(cheng)，這(zhe)種(zhong)比(bi)例(li)就(jiu)是(shi)量(liang)化(hua)的(de)受(shou)損(sun)程(cheng)度(du)，都(dou)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)實(shi)測(ce)受(shou)損(sun)光(guang)譜(pu)和(he)線(xian)性(xing)混(hun)合(he)來(lai)拓(tuo)展(zhan)經(jing)典(dian)的(de)葉(ye)片(pian)模(mo)型(xing)，在(zai)模(mo)型(xing)的(de)可(ke)解(jie)釋(shi)性(xing)和(he)模(mo)擬(ni)能(neng)力(li)上(shang)都(dou)會(hui)有(you)明(ming)顯(xian)提(ti)升(sheng)。

試驗過程中，田內沒有其他病蟲害的發生嗎
？在使用高光譜成像技術對發病田塊進行製圖的時候如何考慮其他病害的影響呢？

理(li)論(lun)上(shang)一(yi)種(zhong)寄(ji)主(zhu)作(zuo)物(wu)能(neng)夠(gou)發(fa)生(sheng)很(hen)多(duo)種(zhong)脅(xie)迫(po)，包(bao)括(kuo)不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)病(bing)蟲(chong)害(hai)

，但(dan)這(zhe)隻(zhi)是(shi)理(li)論(lun)上(shang)。那(na)在(zai)使(shi)用(yong)高(gao)光(guang)譜(pu)成(cheng)像(xiang)技(ji)術(shu)對(dui)發(fa)病(bing)田(tian)塊(kuai)進(jin)行(xing)製(zhi)圖(tu)的(de)時(shi)候(hou)如(ru)何(he)考(kao)慮(lv)其(qi)他(ta)病(bing)害(hai)的(de)影(ying)響(xiang)呢(ne)？實(shi)際(ji)上(shang)，帶(dai)著(zhe)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)去(qu)做(zuo)實(shi)驗(yan)，去(qu)做(zuo)病(bing)害(hai)調(tiao)查(zha)的(de)時(shi)候(hou)，實(shi)踐(jian)中(zhong)可(ke)以(yi)發(fa)現(xian)
，在(zai)田(tian)塊(kuai)、農nong場chang甚shen至zhi是shi村cun級ji和he縣xian級ji尺chi度du下xia，多duo數shu其qi他ta病bing害hai的de幹gan擾rao都dou是shi假jia想xiang敵di。如ru果guo放fang任ren農nong田tian自zi由you發fa病bing，不bu打da任ren何he農nong藥yao，當dang然ran可ke能neng有you多duo種zhong多duo樣yang的de病bing害hai發fa生sheng，但dan實shi際ji生sheng產chan中zhong

，作zuo物wu種zhong子zi浸jin藥yao和he田tian塊kuai管guan理li防fang治zhi已yi經jing抑yi製zhi了le絕jue大da多duo數shu病bing蟲chong害hai的de發fa生sheng。部bu分fen地di區qu會hui因yin為wei品pin種zhong、環(huan)境(jing)等(deng)因(yin)素(su)常(chang)年(nian)發(fa)生(sheng)一(yi)種(zhong)病(bing)害(hai)及(ji)一(yi)種(zhong)蟲(chong)害(hai)，偶(ou)爾(er)可(ke)能(neng)也(ye)存(cun)在(zai)藥(yao)害(hai)的(de)情(qing)況(kuang)。但(dan)如(ru)果(guo)尺(chi)度(du)持(chi)續(xu)變(bian)大(da)，比(bi)如(ru)一(yi)景(jing)衛(wei)星(xing)影(ying)像(xiang)可(ke)能(neng)覆(fu)蓋(gai)不(bu)同(tong)品(pin)種(zhong)和(he)培(pei)管(guan)方(fang)式(shi)的(de)地(di)區(qu)，這(zhe)時(shi)候(hou)就(jiu)會(hui)有(you)多(duo)種(zhong)脅(xie)迫(po)相(xiang)互(hu)幹(gan)擾(rao)的(de)問(wen)題(ti)。那(na)這(zhe)個(ge)時(shi)候(hou)就(jiu)需(xu)要(yao)依(yi)靠(kao)病(bing)害(hai)的(de)光(guang)譜(pu)特(te)異(yi)性(xing)以(yi)及(ji)時(shi)序(xu)特(te)征(zheng)對(dui)不(bu)同(tong)病(bing)害(hai)進(jin)行(xing)區(qu)分(fen)。

在*新的RSE論文中，通過消*yelvsuxiaoyingyouxiaoxiaozhenglewuhouyingxiang，danshiganbingzhibeiyelvsuhanliangbenshenjiuhuifashengbianhua，yeshizuowushoudaoqinrandezhongyaoxiangyingzhiyi
，yinggaihebingqingbushidulide，zenmelijiezhezhongxiao*
？

這zhe是shi一yi個ge舊jiu術shu語yu沒mei能neng適shi應ying新xin場chang景jing造zao成cheng的de誤wu解jie或huo者zhe是shi歧qi義yi，傳chuan統tong意yi義yi上shang的de葉ye綠lv素su含han量liang就jiu是shi整zheng張zhang葉ye片pian的de葉ye綠lv素su含han量liang或huo者zhe濃nong度du。實shi際ji上shang在zai文wen章zhang中zhong，稻dao瘟wen病bing拓tuo展zhan輻fu射she傳chuan輸shu模mo型xing中zhong，葉ye綠lv素su和he病bing情qing嚴yan重zhong度du是shi完wan全quan獨du立li的de兩liang個ge參can數shu，在zai分fen析xi中zhong兩liang者zhe完wan全quan獨du立li
，但dan葉ye綠lv素su含han量liang的de內nei涵han有you所suo不bu同tong。其qi中zhong
，葉ye綠lv素su特te指zhi葉ye片pian健jian康kang區qu域yu的de葉ye綠lv素su濃nong度du
，而er非fei整zheng張zhang病bing葉ye的de葉ye綠lv素su含han量liang，前qian者zhe是shi寄ji主zhu作zuo物wu的de基ji本ben屬shu性xing，而er後hou者zhe是shi感gan病bing作zuo物wu的de一yi種zhong變bian化hua狀zhuang態tai。就jiu好hao比bi使shi用yong肌ji肉rou含han量liang評ping價jia年nian輕qing力li壯zhuang個ge體ti的de健jian康kang情qing況kuang，可ke能neng無wu法fa用yong於yu評ping價jia年nian邁mai體ti衰shuai個ge體ti的de健jian康kang情qing況kuang，因yin為wei年nian輕qing人ren的de肌ji肉rou量liang天tian然ran就jiu高gao於yu年nian老lao時shi。同tong樣yang地di，對dui於yu作zuo物wu病bing害hai監jian測ce也ye是shi如ru此ci，通tong過guo歸gui一yi化hua不bu同tong物wu候hou/生育時期，或者不同栽培品種作物的基本屬性
，才能夠以同一個病情估算模型能夠一致地評價不同感病樣本。