林木鉆蛀性害蟲(chóng)危害隱蔽、癥狀滯后,常規(guī)手段發(fā)現(xiàn)時(shí)往往已連片成災(zāi),但遙感技術(shù)具有實(shí)現(xiàn)林木鉆蛀性害蟲(chóng)早期監(jiān)測(cè)的潛力與可能。北京林業(yè)大學(xué)駱有慶教授研究團(tuán)隊(duì)的論文“Early Monitoring of Forest Wood-Boring Pests with Remote Sensing”,近期已在昆蟲(chóng)學(xué)國(guó)際頂級(jí)期刊《Annual Review of Entomology》(IF="22.682)上在線發(fā)表。

論文闡釋了樹(shù)木在受到鉆蛀性害蟲(chóng)侵害后的生理特征變化與遙感數(shù)據(jù)響應(yīng)機(jī)制。從不同尺度(近地面、航空和航天遙感)、不同傳感器(光學(xué)相機(jī)、熱成像儀、激光雷達(dá)和微波雷達(dá)等)、不同分辨率(空間分辨率、光譜分辨率及時(shí)間分辨率)和不同監(jiān)測(cè)模型等方面,分析了遙感技術(shù)在林木鉆蛀性害蟲(chóng)早期監(jiān)測(cè)中的最新研究與應(yīng)用成果。明確在林木鉆蛀性害蟲(chóng)的早期監(jiān)測(cè)中,高光譜遙感是最有效的手段,而紅邊與短波紅外波段是監(jiān)測(cè)樹(shù)木健康狀況的最敏感波段;在監(jiān)測(cè)模型中,機(jī)器學(xué)習(xí)算法是首選,其中深度學(xué)習(xí)算法已成為研究熱點(diǎn)。同時(shí),要綜合運(yùn)用樹(shù)種分布、氣候條件、物候變化以及景觀格局等先驗(yàn)知識(shí)。

林木鉆蛀性害蟲(chóng)引起的寄主植物生物和形態(tài)變化的遙感信號(hào)響應(yīng)示意圖
論文提出了深入研究的主要方向,包括樹(shù)木受害癥狀與鉆蛀性害蟲(chóng)種類(lèi)之間的關(guān)系;使用更精準(zhǔn)的傳感器,監(jiān)測(cè)樹(shù)木受害早期階段的細(xì)微變化;設(shè)計(jì)兼顧精度與速度的模型;精準(zhǔn)耦合地面、機(jī)載和星載數(shù)據(jù),提高檢測(cè)與監(jiān)測(cè)精度。

不同傳感器在林木鉆蛀性害蟲(chóng)早期監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
林學(xué)院駱有慶教授為論文的第一作者和通訊作者,黃華國(guó)教授與法國(guó)農(nóng)科院的Alain Roques教授為共同作者。駱有慶教授與Alain Roques教授為 “中法歐亞森林入侵生物聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室(IFOPE)”的主任。任利利博士,博士研究生余潤(rùn)、劉宇杰,博士后俞琳鋒參與了論文的準(zhǔn)備工作。
Annual Review of Entomology是國(guó)際昆蟲(chóng)學(xué)界的經(jīng)典和權(quán)威綜述期刊,在昆蟲(chóng)學(xué)科發(fā)展中起著引領(lǐng)作用。以北京林業(yè)大學(xué)教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和黃大年式教師團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人駱有慶教授領(lǐng)銜,組建了跨院系多學(xué)科的林業(yè)有害生物遙感監(jiān)測(cè)團(tuán)隊(duì)。該團(tuán)隊(duì)主持相關(guān)國(guó)家級(jí)和省部級(jí)重大項(xiàng)目10余項(xiàng),開(kāi)展林業(yè)重大生物災(zāi)害的天空地一體化遙感監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)研究,取得了系列成果。近5年來(lái),團(tuán)隊(duì)在Remote Sensing of Environment、ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing、International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation、Forest Ecosystems等國(guó)際高水平期刊發(fā)表論文20余篇。