林区马铃薯甲虫遥感监测技术新探

李继文 祖英治 焦晓丹

国内关于利用农业遥感技术进行农作物监测的研究已相当丰富，具体的研究成果也不少，并在实际操作中进行了总结和调整，积累了很多有益的经验。但是对于高海拔地区、林被覆盖密集区的农业遥感监测研究较少，本研究选取了黑龙江省东方红林业局的资料及影像数据，采用理论与实际相结合，定性分析与定量分析相结合，基于时间序列影像单一特征量的农作物遥感提取等方法，应用多种软件及数字模块，形成两种成熟的可复制，可推广的应用成果。

马铃薯甲虫是世界上著名的毁灭性检疫害虫。成、幼虫为害马铃薯叶片和嫩尖，可把马铃薯叶片吃光，尤其是马铃薯始花期至薯块形成期受害，对产量影响最大，严重的造成绝收。2000年在与我们毗邻的俄罗斯滨海边疆区出现，此后多次暴发，并且以40-50km/年的速度扩散。目前与我国黑龙江、吉林两省接壤的俄罗斯滨海边疆区的大部分地区都已经有马铃薯甲虫疫情的发生。而且与我国毗邻的俄罗斯阿穆尔地区的东南部、哈巴罗夫斯克边疆区南部、滨海边疆区大部和萨哈林岛西南部都是马铃薯甲虫的适生区，在这些区域第一代虫害、包括能越冬并发育的甲虫，虫口数量会达到阈值水平。俄罗斯境内马铃薯甲虫的频频发生，加之近年来中俄贸易发展很快，来自边境疫区的货物、包装材料及运输工具均有可能携带此虫，这些都使马铃薯甲虫从中俄边境传入我国的风险与日俱增。为此及时发现并消除马铃薯甲虫对作物的危害，精确落位马铃薯种植位置，对防灾减害将起到至关重要的作用。

一、技术及设备支持

1、数学基础

①平面坐标系统

采用2000国家大地坐标。

②高程系统

采用1985国家高程基准。

③投影方式

标准分幅采用高斯—克吕格投影，按3°分带，带号是44。

2、软件支持

主要有ArcGis10.2.2（矢量、属性采集）、ENVI（多光谱影像处理）、其他辅助软件有ERDAS2014、一张图系统、奥维互动地图、元道经纬相机、相关Office办公软件。

二、研究方法

1、数据准备与地块筛选

①第三次国土调查数据准备

调取黑龙江省东方红林业局第三次国土资源调查阶段成果数据，并提取工作地域内耕地图层，结合马铃薯种植特性，筛选耕地范围内的旱地部分作为马铃薯种植的初步筛选范围;同时马铃薯是生活必备作物，以全覆盖无死角为原则，对达不到三调上图面积要求的城镇住宅用地周边的零星旱地地块，也作为后续筛选重点备筛地块。

②多光谱影像地块筛选

对比上述初筛及备筛地块与多光谱单期影像，确认是否存在遗漏地块，运用EVNI软件提取LANDSAT8卫星影像中的456波段，制作形成多段成像图，如图1所示，分为绿色、紫色和黑色等三类主要色相，对波段为旱地的种植区域再套合初筛及备筛地块得到马铃薯的疑似种植区域。

③无人机识苗

利用无人机与飞手配合的机动性，采用大面积地块应用无人机识苗与小面积地块应用外界调查相结合的方法。对大面积地块、成片地块进行人为无人机现场识苗方法，更进一步缩短外业人员实地排查的时间。集中连片无人机识苗区域执飞5个片区，50余个架次。

④数据收集整理

结合三调数据初步选出4656块图斑，通过多光谱影像二次筛选，确定三调的耕地调查范围没有遗留的情况，同时筛选掉三调调查误认定为旱地的部分图斑。结合无人机识苗筛除掉非耕种为马铃薯的图斑2210个，对于确因天气原因无法识别及内业无法解译的2446个疑似地块，进行外业调查。

2、外业调查及举证

①外业调查

针对2446个无法判定的图斑进行外业调查，采取分组、分片调查方法。针对分布不均匀的2446个图斑，制作外业调查底图、设计外业路线，逐地块进行外业调查核实。

通过一张图系统定位功能记录种植马铃薯的地块位置及外业调查轨迹，同时应用经纬相机进行拍照举证。双重保证种植马铃薯的定位实地的准确性与真实性。同时借助一张图系统的实时轨迹保存功能，确保了调查途中不走重复路不走冤枉路。如图2所示记录了几组人员的轨迹路线。

经外业调查2446个图斑后发现，种植马铃薯地块共943块，并且99%的地块为小面积种植分布在村庄周边。

②外业举证

由于工期紧张及天气原因，内业只提供了疑似种植范围，并没有任何一处准确认定为马铃薯种植的地块，因此本次未进行外业举证工作，而将所有无法界定的地块逐一进行外业调查。

三、调查结论

经过调查，共确认种植马铃薯的地块943块，具体数量分布如表2所示，种植分布如图3所示：

此次外业调查发现，东方红林业局内没有大范围种植马铃薯的情况是由于马铃薯的经济价值较低，农民种植马铃薯不受政策和其他因素影响，而本着以市场价格调控为基础，从自身需求角度种植马铃薯。

四、成果应用

成果应用可分为二种。一种是数据在一张图系统桌面端制作切片数据，后用一张图平板系统导入加载即可使用。第二种是把数据库内的数据以图层方式导出KML格式，再利用奥维互动地图打开应用。由于第一种需具有较强的专业操作，因此以第二种作为市县管理应急使用首选。

操作步骤：

①导出KML流程打开ArcMap软件点击地理处理——ArcToolbox——转换工具——图层转KML——图层（选择导出的图层）——输出文件（选择预存储的位置及名称）——确定后即可输出。

②导入地图：把上一步导出的KML导入到手机，首先打开奥维互动地图——右下角点击更多——数据管理——导入到处对象——从文件导入——选擇KMZ文件——点击右上角导入——再次点击确定——可以看到导入进程最后显示导入成功——点击关闭——回到奥维主界面可以看到加载的数据。

（作者单位：150090黑龙江省植检植保站）