無人機高光譜為何能夠進行病蟲害監測？其原理是什么？

　　從目前國內外森林病蟲害監測技術來看，大部分都需要高空衛星的幫助。然而，由于時間分辨率、空間分辨率、光譜分辨率、外部天氣等因素的影響，高空衛星無法獲取森林病害發生前、期間和發生后不同時期的實時定點圖像數據。且因缺乏病害的特點波長造成檢測山林病害實際效果并不是理想化。而航空遙感因為航線管理方案和經費預算的限定等，航空遙感不太可能做為在我國基本的山林病害檢測方式，只有在重特大自然災害產生時，做為通訊衛星遙感技術的一種填補。

　　高光譜技術診斷病蟲害的原理

　　當植物遭受病蟲害侵染后，主要有兩種表現形式:一是植物外部形態的變化，二是內部生理變化，但無論是形態的變化或生理的變化，都必然導致植物光譜特征發生變化。

　　受害綠色植物的光譜特性與健康綠色植物的光譜特性相比，某些特征波長的值總會發生不同程度的變化，高光譜技術正是利用顏色之間的光譜特性，進行森立病蟲害監測。。

　　當植物生長健康，處于生長期高峰，葉綠素含量高時，“綠峰”向藍光方向偏移，而植物因病蟲危害或缺而“綠”時，“綠峰”則向紅光方向偏移。在近紅外波段綠色植物的光譜反射率取決于葉片內部的細胞結構。一般認為健康葉片的海綿狀葉肉組織的所有空間都充滿水分而膨脹時，對任何輻射都是一種良好的反射體，間插在葉肉組織的柵狀柔軟網胞組織，吸收可見光中的藍光和紅光而反射綠光。

　　當植物受病害侵害時，葉片組織的水分代謝受到阻礙，此后隨著病蟲害危害的加重，植物細胞結構遭到破壞，各種色素的含量也隨之減少，導致葉片對近紅外輻射的反射能力減少。在光譜特征上表現為可見光區(400 nm - 700 nm)反射率升高而近紅外區(720 nm - 1100 nm)反射率降低。近紅外區研究的重點是“紅邊”。

　　紅邊的定義是反射光譜的一階微分的最大值對應的光譜位置(波長)，通常位于680 nm-750 nm之間。“紅邊”位置依據葉綠素含量、生物量和物候變化，延波長軸方向移動。當葉綠素含量高、生長活力旺盛時，“紅邊”會向紅外方向偏移;當植物由于感染病蟲害或因污染、物候變化而“失綠”時，則“紅邊”會向藍光方向移動。研究發現近紅外部分反射率的改變是發生在可見光部分的反射率發生改變之前。這是因為在這段時間內，細胞組織中的葉綠素的數量和質量還沒有發生改變。