據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）估算，每年植物病害給全球經(jīng)濟(jì)造成的損失超過2200億美元。每年有多達(dá)40%的全球農(nóng)作物產(chǎn)量因蟲害而損失，造成的損失至少為700億美元。面對(duì)植物病和病蟲害，多光譜技術(shù)在農(nóng)業(yè)中得到了有效的應(yīng)用。多光譜相機(jī)能夠同時(shí)捕捉多個(gè)特定波段的光譜信息，這些波段覆蓋可見光、近紅外以及短波紅外等區(qū)域。農(nóng)作物在遭受病蟲害侵襲時(shí)，其葉片的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、水分含量、色素組成會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致農(nóng)作物對(duì)不同波段光的反射、吸收和透射特性改變。多光譜相機(jī)通過分析這些光譜特征的細(xì)微變化，就能識(shí)別農(nóng)作物是否發(fā)生病蟲害，并推斷病蟲害的類型、嚴(yán)重程度。
多光譜相機(jī)在農(nóng)作物病蟲害防治中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
早期精準(zhǔn)檢測：在病蟲害發(fā)生初期，肉眼難以察覺時(shí)，多光譜相機(jī)就可以通過光譜反射率的細(xì)微變化，發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物的異常。例如，在農(nóng)作物感染白粉病初期，葉片表面尚未出現(xiàn)明顯的白色霉斑，但細(xì)胞內(nèi)的生理過程已經(jīng)改變，多光譜相機(jī)能夠捕捉到這些變化，為及時(shí)防治爭取時(shí)間。
大面積快速監(jiān)測：利用無人機(jī)搭載多光譜相機(jī)，能在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大面積農(nóng)田進(jìn)行掃描。以萬畝級(jí)農(nóng)田為例，無人機(jī)僅需數(shù)小時(shí)就能完成監(jiān)測任務(wù)，極大提高了監(jiān)測效率，便于快速掌握病蟲害的分布范圍和擴(kuò)散趨勢(shì)。
數(shù)據(jù)定量化分析：多光譜相機(jī)獲取的光譜數(shù)據(jù)，可通過計(jì)算各種植被指數(shù)，如歸一化差異植被指數(shù)（NDVI）、比值植被指數(shù)（RVI）等，對(duì)農(nóng)作物的健康狀況進(jìn)行量化評(píng)估，準(zhǔn)確判斷病蟲害的嚴(yán)重程度，為制定精準(zhǔn)防治方案提供科學(xué)依據(jù)。
多光譜相機(jī)在農(nóng)作物病蟲害防治中的具體應(yīng)用
病蟲害種類識(shí)別：不同病蟲害會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物光譜特征產(chǎn)生不同的變化模式。研究人員通過建立病蟲害光譜特征庫，對(duì)比分析監(jiān)測數(shù)據(jù)與特征庫中的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)病蟲害種類的識(shí)別。例如，針對(duì)小麥條銹病和葉銹病，多光譜相機(jī)可以依據(jù)兩者在特定波段光譜反射率的差異，進(jìn)行準(zhǔn)確區(qū)分。
病蟲害蔓延態(tài)勢(shì)監(jiān)測：定期利用多光譜相機(jī)對(duì)農(nóng)田進(jìn)行監(jiān)測，通過對(duì)比不同時(shí)期的影像數(shù)據(jù)，能夠清晰觀察到病蟲害的擴(kuò)散路徑和速度。例如，在玉米螟爆發(fā)期間，通過多光譜影像可以追蹤其在農(nóng)田中的蔓延趨勢(shì)，預(yù)測其可能影響的范圍，提前采取防控措施。
防治效果評(píng)估：在實(shí)施病蟲害防治措施后，使用多光譜相機(jī)再次監(jiān)測農(nóng)作物的光譜變化，根據(jù)農(nóng)作物健康狀況的恢復(fù)情況，評(píng)估防治措施的效果。如在對(duì)果樹噴施殺蟲劑后，通過對(duì)比噴施前后的多光譜影像，判斷害蟲是否得到有效控制，以及農(nóng)作物是否開始恢復(fù)健康生長。
實(shí)際應(yīng)用案例
葡萄園病蟲害監(jiān)測：某葡萄園利用多光譜相機(jī)進(jìn)行病蟲害監(jiān)測。當(dāng)葡萄霜霉病開始滋生時(shí)，多光譜相機(jī)及時(shí)檢測到發(fā)病區(qū)域，并通過數(shù)據(jù)分析確定了病害的嚴(yán)重程度。葡萄園管理人員依據(jù)這些信息，精準(zhǔn)對(duì)發(fā)病區(qū)域進(jìn)行施藥，有效控制了病害蔓延，避免了大量葡萄植株受損，保證了葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)。
水稻病蟲害防治：在水稻種植區(qū)，研究人員利用多光譜相機(jī)對(duì)水稻二化螟和稻瘟病進(jìn)行監(jiān)測。通過建立病蟲害預(yù)測模型，結(jié)合多光譜影像數(shù)據(jù)，提前預(yù)測病蟲害的發(fā)生概率和范圍，為農(nóng)戶提供預(yù)警信息，指導(dǎo)農(nóng)戶合理安排防治工作，顯著降低了病蟲害造成的損失。
