作物長勢遙感監測中物候和輪作方式的影響分析 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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王迪，瀋永林，孫政 著

圖書標籤:

• 遙感
• 作物長勢
• 物候
• 輪作
• 農業遙感
• 作物監測
• 生態學
• 農業科學
• 時空分析
• 精準農業

齣版社： 中國農業科學技術齣版社

ISBN：9787511634108

版次：1

商品編碼：12302116

包裝：平裝

開本：32開

齣版時間：2017-12-01

用紙：膠版紙

頁數：140

字數：150000

正文語種：中文

內容簡介

　　《作物長勢遙感監測中物候和輪作方式的影響分析》以美國的玉米和大豆作物為例，重點研究瞭作物長勢遙感監測分析與物侯輪作方式的影響，旨在改善農作物物候檢測和乾旱遙感監測的時效性與準確性。全書共5章，內容包括：（1）物候與輪作方式對農作物長勢的影響研究進展與存在問題；（2）農作物物候突變及其時空變化分析；（3）農作物物候檢測算法研究；（4）物候變化和輪作方式對農作物長勢和産量的影響；（5）研究結果與展望。

作者簡介

　　王迪，男，1977年齣生，副研究員，工學博士．碩士生導師，現在中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所農業遙感創新團隊工作。長期從事農業遙感基礎與應用研究，重點開展農作物麵積空間抽樣理論與技術、基於雷達遙感的農作物識彆與長勢監測研究。先後主持和參與國傢、省部級及其他各類研究項目30餘項，以第1作者在國內外重要學術期刊發錶論文30餘篇。作為主要參加人獲得國傢科技進步二等奬和水利部大禹水利科學技術奬二等奬各1項。在我國農作物種植麵積空間抽樣調查方法研究方麵獲得瞭豐碩的成果。

內頁插圖

目錄

第一章 緒論
第一節 研究背景與意義
第二節 國內外研究進展
一、植被物候變化檢測研究進展
二、物候特徵描述和檢測研究進展
三、輪作方式對農作物長勢和産量監測的影響
四、研究現狀分析
第三節 研究內容及方法
一、農作物物候特徵監測方法
二、農作物物候探測算法
三、輪作和物候對農作物長勢和産量監測的影響
本章小結

第二章 農作物物候突變及其時空變化分析
第一節 貝葉斯變點模型
一、貝葉斯模型選擇
二、變點參數估計
第二節 研究區
第三節 結果分析
一、播種期
二、抽絲期至開花期
三、成熟期至落葉期
四、營養生長期
五、生殖生長期
六、生長季曆時
第四節 討論
一、作物物候變化的驅動因素
二、不同方法的比較
第五節 結果
本章小結

第三章 農作物物候檢測算法研究
第一節 物候分析
一、耕地掩膜處理
二、不規則ROI的分形維數
第二節 實驗設計
一、研究區和數據
二、評價標準
三、紋理特徵
第三節 結果討論
一、從時間序列看物候
二、要素時間序列的相似性
三、已檢測物候階段的一緻性
本章小結

第四章 物候變化和輪作方式對農作物長勢和産量的影響
第一節 作物輪作與玉米VCI指數
一、玉米VCI指數
二、作物輪作與玉米VCl指數
第二節 實驗研究
一、研究區與數據
二、玉米籽粒産量變化
第三節 結果與討論
一、在時間上作物輪作對VCI的影響
二、空間上作物輪作對VCI的影響
三、玉米籽粒産量與物候期的關係
四、與玉米籽粒産量相關的作物輪作時空模式
本章小結

第五章 結果和展望
第一節 結果
第二節 展望
參考文獻

前言/序言

　　本書係由筆者承擔的國傢自然科學基金項目“顧及物候的玉米作物乾旱遙感監測模型研究”（編號：41501459）和國傢博士後基金項目“基於分形的玉米作物物候動態檢測算法研究”（編號：2013M542086）的研究成果編著而成。作為一項重要的農業信息，農作物物候是作物模擬模型的重要參數。同時也能為病蟲害防治、作物估産、預報農時、監測和保護生態環境、預測氣候變化趨勢等提供重要依據。農作物物候反映的是自然界作物發育的周期性規律及其對周圍環境條件的依賴性。掌握農作物物候的變化規律，在農業生産、田間管理、計劃決策等方麵有重要的理論價值和現實意義。本書以美國的玉米和大豆作物為例，重點研究瞭作物長勢遙感監測分析與物侯輪作方式的影響，旨在改善農作物物候檢測和乾旱遙感監測的時效性與準確性。全書共5章，內容包括：（1）物候與輪作方式對農作物長勢的影響研究進展與存在問題；（2）農作物物候突變及其時空變化分析；（3）農作物物候檢測算法研究；（4）物候變化和輪作方式對農作物長勢和産量的影響；（5）研究結果與展望。
　　本書係統性和創新性較強，可供從事遙感應用研究、農情監測及農業生産管理研究有關的科研與技術人員及高等院校相關專業師生參考。

智慧農業的綠色脈搏：深入理解作物生長規律與可持續耕作模式 本書旨在為讀者提供一個前瞻性的視角，探討如何通過先進的遙感技術，結閤對作物生長周期（物候）的精細洞察以及多樣化的輪作方式，構建一個更加智能、高效且可持續的農業生産體係。本書並非側重於某一種具體的作物或某一種特定的遙感監測方法，而是著力於揭示支配作物生長、影響産量形成以及決定耕作模式可持續性的核心原理與內在聯係。 第一部分：物候的智慧——洞察作物生命節律的奧秘 作物的物候，即其生命活動在時間上的周期性變化，是理解和預測作物生長狀態的基礎。從種子萌發到幼苗生長，從營養生長到生殖生長，再到最終的成熟與衰老，每一個階段都受到遺傳、環境等多種因素的綜閤影響。本書將深入剖析這些關鍵物候期，包括： 萌發期與幼苗期： 這一階段是作物生命開始的基石，播種深度、土壤溫度、濕度以及光照條件都對其成功與否至關重要。我們將探討如何通過遙感數據，例如早期植被指數（如NDVI、EVI）的變化趨勢，來評估齣苗率、幼苗的健康狀況，以及早期營養元素的供給是否充足。同時，還將分析不同作物在此階段對水分脅迫的敏感性，以及如何利用遙感數據指導精準灌溉。 營養生長與冠層發育： 隨著作物進入旺盛的營養生長階段，葉麵積指數（LAI）、植被覆蓋度（FVC）以及葉片的光閤有效輻射吸收能力（FPAR）成為衡量作物長勢的關鍵指標。本書將詳細介紹如何利用多光譜、高光譜以及熱紅外遙感數據，監測葉片的光閤色素含量（如葉綠素）、葉片水分狀況、以及植被溫度，從而評估作物的營養狀況（氮、磷、鉀等元素的有效性）、水分脅迫程度，以及潛在的光閤生産力。我們將深入探討不同類型的植被指數及其組閤在識彆作物營養不平衡、病蟲害早期侵擾以及水分脅迫信號方麵的優勢。 生殖生長與産量形成： 這是作物生命周期中最關鍵的階段，關係到最終的産量和品質。花期、結實期、灌漿期等物候節點的準確識彆，對於産量預測至關重要。本書將重點介紹如何利用遙感數據，結閤時間序列分析，監測作物在這些關鍵期內的生長速率、生物量積纍以及籽粒飽滿度。例如，高光譜遙感在識彆作物生理生化指標（如花青素、類鬍蘿蔔素）方麵具有獨特優勢，這些指標與産量和品質密切相關。同時，熱紅外遙感可以提供作物蒸騰速率的信息，進而推斷其水分利用效率和對乾旱脅迫的響應，這對優化灌溉策略，保障産量形成具有指導意義。 成熟與衰老期： 作物由綠變黃、由盛轉衰的過程，是作物生命周期的尾聲。遙感數據可以有效監測這一過程的速率，例如葉片衰老引起的色素降解和反射光譜的變化。這對於判斷最佳收獲時間，減少收獲損失，以及評估下一季作物播種前的土壤休整時間具有重要價值。 本書將強調，理解作物的物候並非僅僅是觀察其錶麵的生長變化，更是要深入挖掘其內在的生理生化過程。我們將介紹如何利用遙感技術，從“宏觀”的植被指數變化，到“微觀”的光譜特徵響應，來反演和理解這些復雜的生物學過程。 第二部分：輪作的智慧——構建可持續的農業生態係統 輪作，即在同一塊土地上，根據特定的順序和時間安排，種植不同種類的作物，是人類與自然和諧相處、實現農業可持續發展的古老智慧。本書將從多個維度深入探討輪作的優勢與科學性： 土壤健康與肥力提升： 不同作物對土壤養分的消耗與補充能力各不相同。例如，豆科作物可以通過根瘤菌固氮，為土壤提供有機氮；而根係深遠的作物可以疏鬆土壤，改善土壤結構，提高通氣性和透水性。本書將分析不同輪作模式對土壤有機質含量、養分有效性（氮、磷、鉀等）、微生物群落結構以及土壤物理性質（如容重、持水能力）的影響。我們將探討如何利用土壤養分監測遙感技術（盡管目前尚不成熟，但潛力巨大），以及土壤水分、土壤溫度等遙感參數的變化，間接評估輪作對土壤健康狀況的影響。 病蟲害綜閤防治： 長期連作同一作物容易導緻特定病蟲害的積纍和爆發。輪作可以打斷病蟲害的生命周期，減少病原菌和害蟲的數量，降低農藥的使用。本書將探討不同輪作模式在降低常見作物病蟲害發生率方麵的效果。雖然目前遙感技術直接監測病蟲害尚有局限，但通過監測作物長勢的空間異質性、物候期異常變化以及植被光譜特徵的偏離，可以為早期預警病蟲害的發生提供綫索，並推斷輪作在其中發揮的積極作用。 養分循環優化與資源高效利用： 輪作可以促進土壤養分的有效循環，減少對外部化肥的依賴。例如，在秸稈還田的輪作係統中，有機質的分解為作物提供養分，同時改善土壤結構。本書將分析不同輪作模式對養分利用效率的影響，以及如何通過優化輪作序列，最大限度地減少養分流失，提高水肥利用率。遙感技術可以監測作物的生長狀態和生物量，間接評估養分供應水平，並通過分析不同作物在生長季內的水分利用差異，來評估輪作對水資源利用效率的貢獻。 生物多樣性與生態係統穩定性： 輪作不僅增加瞭農田的作物多樣性，也為農田生態係統中的其他生物（如益蟲、授粉昆蟲）提供瞭更穩定的棲息地和食物來源，從而增強瞭農田生態係統的整體穩定性和抗乾擾能力。本書將從更宏觀的生態學視角，探討輪作對農田生物多樣性的潛在影響，以及這種多樣性如何促進生態係統的功能。 適應氣候變化與提高韌性： 麵對日益嚴峻的氣候變化，單一作物的種植模式更容易受到極端天氣事件（如乾旱、洪澇、高溫）的影響。多樣化的輪作模式，通過選擇不同抗逆性的作物組閤，可以顯著提高農田應對氣候變化的能力，降低生産風險。本書將探討輪作在增強作物對乾旱、鹽堿、高溫等脅迫的抵抗力方麵的作用，並分析如何利用遙感監測數據，評估不同輪作模式下作物在極端氣候條件下的恢復能力。 本書的獨特視角與價值： 本書最大的價值在於，它不再將物候與輪作視為孤立的研究課題，而是將它們緊密地聯係在一起，並引入先進的遙感技術作為分析工具。它試圖迴答的關鍵問題包括： 如何利用遙感數據，更精確地監測和預測不同物候期的到來與結束，並識彆物候異常？ 不同的物候特徵，對製定何種輪作模式具有指導意義？ 輪作模式如何影響作物的物候特徵，並最終影響其生長産量？ 遙感技術在評估輪作模式對土壤健康、病蟲害防治、養分利用以及氣候適應性等方麵，能夠提供哪些獨特的信息？ 如何通過遙感數據驅動的物候監測與輪作模式設計，實現農業生産的精準化、智能化與可持續化？ 本書將匯集相關領域的最新研究進展，但其敘述風格將力求通俗易懂，旨在為農業科研人員、技術推廣人員、涉農企業決策者以及對智慧農業感興趣的讀者提供深刻的啓發和實用的參考。它將不僅僅是一本關於作物生長與耕作方式的學術著作，更是一扇窺探未來智慧農業發展方嚮的窗口，引領我們走嚮一個更加綠色、高效、可持續的農業未來。 通過對作物生命節律的深入洞察，結閤科學閤理的輪作實踐，並藉助日益強大的遙感技術，我們可以更好地理解和管理我們賴以生存的土地，挖掘其最大的潛力，同時保護其長久的健康。本書希望成為連接理論與實踐、技術與應用之間的橋梁，共同推動中國乃至全球農業的綠色革命。

評分☆☆☆☆☆

這本書在案例分析的呈現上，展現齣瞭一種近乎偏執的細緻入微。它不是簡單地羅列數據結果，而是像偵探小說一樣，一步步解構瞭不同地理區域和氣候條件下，作物生長模式的微妙差異。我注意到作者在對比不同年份的數據時，會特地穿插一些關於當年極端天氣事件的簡短描述，這種環境背景的補充，讓那些冰冷的數字鮮活瞭起來，讓人明白瞭每一個生長周期的變動背後，都蘊含著自然界的復雜博弈。特彆是關於區域間輪作體係差異性的討論，作者采用瞭一種對比研究的方法，用清晰的圖譜展示瞭A地與B地在應對特定土壤養分消耗時的策略分歧，這種對比的張力，使得結論的可靠性大大增強。它不僅僅是在報告“發生瞭什麼”，更在追問“為什麼會這樣”，這種探究精神令人印象深刻。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論框架構建得極其紮實，尤其是在描述植被指數與作物生理狀態關聯性的那幾章，作者似乎在試圖建立一個更具普適性的“作物生命力”量化模型。我留意到書中對於傳統經驗模型局限性的批判，論證角度非常犀利，直指現有方法的“黑箱”問題。作者提齣的新視角，強調瞭時間序列分析的動態連續性，而不是僅僅依賴於單點數據的快照比較。這種前瞻性的理論構建，預示著該研究方嚮可能迎來一次範式上的小小的轉變。閱讀這些理論章節，雖然需要保持高度的專注力，但那種探索未知、試圖用更精妙的數學語言描述自然規律的興奮感，是其他普通讀物難以提供的，它真正體現瞭科學研究的探索魅力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計給我留下瞭深刻的印象，封麵采用瞭簡約的色塊搭配，主色調是低飽和度的泥土棕和嫩芽綠，很有意境，讓人一眼就能聯想到土地和生長的力量。內頁紙張的選擇也十分考究，那種略帶粗糙的質感，拿在手裏很有分量，似乎每一個字都承載著厚重的研究積澱。我特彆欣賞作者在排版上的用心，圖錶和文字的穿插布局非常科學，即便是那些復雜的遙感數據可視化圖，也能清晰地展示其核心信息，不會讓人感到信息過載。尤其是一些關鍵模型的推導過程，作者使用瞭不同字號和加粗來突齣重點，這種視覺上的引導非常有助於讀者深入理解抽象的科學概念。整體來看，這本書的製作工藝體現瞭一種對知識的尊重，它不僅僅是一本學術著作，更像是一件精心打磨的工藝品，讓人在閱讀之前就對內容充滿瞭期待和敬意。這種對細節的關注，無疑提升瞭閱讀體驗的層次感。

評分☆☆☆☆☆

從學術規範的角度來看，這本書的參考文獻部分做得堪稱典範。它不僅僅是一個簡單的列錶，更像是一份精心繪製的知識地圖。我發現作者的引用非常廣泛，橫跨瞭遙感科學、作物生理學、氣象學甚至土壤生態學等多個學科領域，顯示齣其深厚的跨學科功底。更值得稱道的是，作者在正文中對核心文獻的引用處理得非常自然流暢，沒有齣現那種生硬地插入引文的情況，而是將他人的研究成果巧妙地融入到自己的論證體係中，使得行文的邏輯鏈條異常緊密。對於一個希望在此領域進行進一步深造的研究生來說，這本書的參考書目本身就是一份極具價值的入門指南，能有效地指引讀者避開彎路，直達前沿。

評分☆☆☆☆☆

我翻閱瞭這本書的引言部分，被作者那種嚴謹又不失人文關懷的敘事風格深深吸引住瞭。作者沒有直接跳入技術細節，而是從全球糧食安全和農業可持續發展的宏大背景切入，娓娓道來研究的必要性和緊迫性。那種對土地、對農民樸素情感的理解，使得整本書的基調顯得非常“接地氣”，而不是那種高高在上的純理論堆砌。我特彆喜歡作者在描述研究方法時所使用的類比，他將復雜的算法比作農夫觀察天時的智慧，這種跨界的聯想，極大地降低瞭理解門檻。這種敘事技巧，使得即便是對遙感技術不太精通的讀者，也能迅速把握住研究的核心脈絡，感受到研究者對現實問題的深度關切。讀到此處，我感覺自己仿佛正在和一位經驗豐富的農業專傢進行一次深入的田間地頭交流，充滿瞭啓發性和共鳴。