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作物病虫害遥感监测与预测
在全球气候变化背景下，局地气温、降水、湿度等气候要素的异常改变加重了农作物病虫害发生、发展和暴发的可能性，给农业生产造成了巨大损失。据联合国粮农组织（FAO）估计，世界粮食产量常年因病害损失14%，虫害损失10%；中国每年因各种病虫害引起的粮食损失约400亿kg，占全国粮食总产量的8.8%。粮食安全始终是关系我国国民经济发展、社会稳定和国家自立的全局性重大战略问题。
▲1971~2007年作物病虫害发生面积及农药使用量
中国作为农业大国，农作物病虫害具有发生种类多、影响范围广和局部暴发成灾等特点。近年来，病虫害的发生和流行都呈加重趋势，使病虫害的防控任务更加艰巨。作物病虫害的频繁发生和流行，除与作物品种、气象因素和农田管理水平有关外，大面积监测预测手段及方法的落后也是主要原因之一。目前，我国在病虫害监测预测方面主要还是依靠人工目测手查、田间取样等方式。这些传统方法虽真实性和可靠性较高，但耗时、费力，且存在代表性、时效性差和主观性强等弊端，难以适应当前大范围病虫害实时监测和预测的需求。遥感技术是目前唯一能在大范围内快速获取空间连续地表信息的手段，其在农作物种植面积提取和长势监测、遥感估产等方面开展了广泛的研究和应用。随着空间信息技术的发展，尤其是近年来卫星、航空和无人机技术的发展，各类机载、星载遥感数据源不断增多，为各级用户提供了高空间、高时间和高光谱分辨率的遥感信息产品，为作物病虫害监测预测提供了宝贵契机。如何利用新型遥感探测技术开展作物病虫害遥感机理探测研究，实现大面积、快速作物病虫害监测预测，构建业务化运行的监测和预测系统对保障粮食安全，增加农民收入，减轻环境污染，确保农产品质量，实现农业可持续发展等具有重要理论和现实意义。
▲作物病虫害遥感监测技术流程
《作物病虫害遥感监测与预测》（黄文江 张竞成 罗菊花 赵晋陵 黄林生 周贤锋等著. 北京：科学出版社，2015.10. 以下简称“本书”）一书正是利用遥感探测技术，结合农学、植物保护学、农业气象学和数学等学科对主要作物病虫害开展遥感探测研究，并构建遥感监测和预测系统。书中内容主要反映了2010年以来本研究团队承担科研项目成果，主要包括：中国科学院“百人计划”项目“植被定量遥感参数反演与真实性检验”，中国科学院遥感与数字地球研究所所长基金项目“全国主要作物病虫害遥感监测和预报系统构建”（Y5ZZ01101B），国家自然科学基金项目“作物养分空间维和时间维扩展遥感监测研究”（41072276）、“多源数据小麦病害遥感识别与监测方法研究”（41271412），北京市自然科学基金项目“小麦条锈病的高光谱遥感监测机理和损失评估研究”（4052014），公益性行业（农业）科技专项“小麦苗情遥感监测技术”（200903010-03）、“南疆四地州农田主要病虫害遥感监测技术”（201503219-7）等。本书是著者研究团队与多家科研、教学和应用示范单位通力合作取得的科研成果，同时也反映了培养的硕/博士研究生和博士后们的部分学术成果。
▲典型绿色植物有效光谱响应特征（Hoffer,1978）
本书由五部分组成，共分10章。第一部分重点介绍作物病虫害遥感监测与预测研究意义与现状，包括第1章和第2章内容，分别为绪论和作物病虫害遥感监测机理与方法；第二部分为非成像光谱技术监测作物病虫害研究，包括第3~5章，其中，第3章介绍作物病害非成像遥感监测研究，第4章介绍作物虫害非成像遥感监测研究，第5章介绍作物病虫害遥感区分研究；第三部分为成像遥感技术监测作物病虫害研究，包括第6章和第7 章，其中，第6章介绍作物病虫害成像高光谱遥感解析，第7章介绍作物病虫害多光谱遥感监测研究；第四部分为作物病虫害遥感预测研究，包括第8章和第9章，其中，第8章介绍基于病害流行条件的区域病害预测研究，第9章介绍基于多源数据生境评价的病虫害预测研究；第五部分为作物病虫害遥感监测与预测系统，包括第10章，重点阐述作物主要病虫害遥感监测与预测系统。
▲作物病虫害遥感监测与预测系统构架
本书作者都是直接参与相关课题研究的专家和技术骨干。其中，第一部分由黄文江、罗菊花、周贤锋、张竞成、刘林毅、刘良云等撰写；第二部分由黄文江、罗菊花、张竞成、刘占宇、黄敬峰、周贤锋、袁琳、王静等撰写；第三部分由赵晋陵、竞霞、刘良云、黄林生、张东彦、蒋金豹、鲁军景等撰写；第四部分由张竞成、袁琳、唐翠翠、聂臣魏、管青松等撰写；第五部分由杜小平、董莹莹、刘林毅、杨小冬、潘瑜春等撰写；全书由黄文江、周贤锋、罗菊花、张竞成、赵晋陵、袁琳、黄林生、刘占宇、董莹莹等统稿。此外，北京市农林科学院宋晓宇、杨贵军、顾晓鹤、徐新刚、马智宏、常红等为本书所涉及的实验数据的获取，付出了辛勤的劳动。
在本书的撰写和修改过程中，南京信息工程大学景元书教授，北京师范大学陈云浩教授，中国农业大学马占鸿教授，中国矿业大学蒋金豹副教授，中国农业科学院王利民副研究员、周益林研究员和程登发研究员，中国农业大学王鹏新教授，浙江大学黄敬峰教授，中国科学院遥感与数字地球研究所刘良云研究员、张兵研究员和彭代亮、焦全军副研究员以及张清博士，全国农业技术推广服务中心姜玉英研究员和杨普云研究员，CABI中国张峰博士、李红梅博士等提出了宝贵意见，在此一并表示感谢。
▲2015年4月全国范围内小麦蚜虫预测
随着遥感技术的发展和农业信息化的不断深入，作物病虫害遥感监测预测方法与技术将不断走向成熟。著者期望本书的问世能为作物病虫害研究提供参考，促进病虫害监测预测研究的发展。由于著者水平和精力所限，书中内容和观点难免存在不足之处，恳请读者不吝指教。
黄文江研究员是中国科学院遥感与数字地球研究所学术带头人，在国内外率先系统开展了作物病虫害遥感监测研究。十余年来，他一直从事作物长势监测与作物病虫害遥感监测预测等农业遥感领域的研究工作，并在该领域取得了一系列创新性成果。该书通过系统地分析当前我国主要农作物重大病虫害的发生特点和监测预测研究现状，以近年来作者的团队在病虫害监测及预测方面开展的大量实验和研究为实例，系统全面地阐述了作物病虫害的遥感监测机理、成像和非成像遥感监测方法和预测预报关键技术。该书汇集了作者及其团队数年来的重要研究成果，采用了大量的第一手实验数据，既体现了基础与前沿相结合的特色，又突出了新颖性及实用性的特点，可供农业部门、植物保护部门和科研教学单位参考和借鉴，是一本值得农业植物保护应用人员、科研实践及教学工作者认真阅读的参考书。
中国科学院院士
2015年5月18日
本文为《作物病虫害遥感监测与预测》（黄文江 张竞成 罗菊花 赵晋陵 黄林生 周贤锋等著. 责任编辑：苗李莉 朱海燕. 北京：科学出版社，2015.10）一书“前言”，文中图片来源于该书正文。
（地球观测与导航技术丛书）
ISBN978-7-03-045870-4
《作物病虫害遥感监测与预测》是作者多年来从事农作物病虫害研究与应用的成果。书中涉及的内容主要反映了2010年以来作者所在研究团队在中国科学院“百人计划” 项目、遥感与数字地球研究所所长创新基金、国家863计划、国家自然科学基金、国家科技支撑计划、公益性行业（农业）科技专项、北京市自然科学基金等项目支持下，与多家科研、教学和应用示范单位通力合作取得的科研成果。本书系统介绍利用遥感、地理信息系统，结合农学、植物保护学、农业气象学和数学等学科对主要作物病虫害开展遥感监测与预测研究及构建遥感监测和预测系统。全书由五部分组成。第一部分介绍作物病虫害遥感监测与预测研究意义与现状；第二部分介绍非成像光谱技术监测作物病虫害研究；第三部分介绍成像遥感技术监测作物病虫害研究；第四部分介绍作物病虫害遥感预测研究；第五部分介绍作物病虫害遥感监测与预测系统。
作者相关著作推荐
作物理化参数遥感定量反演
ISBN 978-7-03-052090-6
黄文江 等著.
北京：科学出版社, 2017.4
《作物理化参数遥感定量反演》是作者多年来从事作物理化参数遥感定量反演研究与应用的成果。系统地介绍了结合遥感、农学、地理信息系统等学科知识开展作物理化参数遥感定量反演机理、方法与应用的研究。全书分为三大部分。第一部分主要介绍遥感定量反演基础、理论与方法，包括第1 章至第2 章的内容，分别为绪论、作物理化参数遥感反演理论与方法；第二部分主要介绍作物生物物理参数遥感定量反演，包括第3 章至第5 章的内容，分别是作物叶面积指数反演研究、作物株型遥感识别研究和作物冠层内光合有效辐射反演研究；第三部分主要介绍作物生物化学参数遥感定量反演，包括第6 章至第8 章的内容，分别从作物色素含量、氮素含量及土壤理化参数开展遥感反演研究。
关键词 | 气候变化白皮书（2015年） | 第三次气候变化国家评估报告 | 流域水循环 | 中国经济社会 | 水资源 | 冰川 | 极端天气气候事件 | 生物多样性 | 气候变化影响与风险 | 自然地理 | 历史自然地理 | 古地理 | 地貌 | 海洋地理 | 概率时间地理学 | 植物区系与植被地理 | 制度经济地理学 | 经济地理学 | 地貌图集 | 地球生物学 | 地震预测 | 历史水文地理 | 水科学 | 孢粉学 | 板块构造与大陆动力学 | 环境科学Ⅰ、Ⅱ | 地理环境 | 创新集群 | 城市化 | 城市群新论 | GIS | 中国生态环境十年演变与评估 | 气候变化影响与风险 | 塔里木克拉通 | 南黄海盆地 | 洋中脊多金属硫化物成矿 | 可燃冰（中国工程院报告） | 天然气水合物研究进展 | 北京沙尘暴 | 天然气水合物试的环境效应 | 新疆西准噶尔金铜钼成矿作用 | 作物理化参数遥感定量反演 | 海洋科学 | 古脊椎动物学 | 土壤入渗测量 | 华北地貌新论 | 土工袋技术 | 深空行星形貌测绘 | 全球中、新生代大地构造图 | 创新地理学 | 钻冰取火记 | 微体古生物学 | 中国及邻区盆地火成岩油气地质图 | 青海柴达木盆地盐湖 | 黄河近年水沙锐减 | 阶梯式发展论 | 覆盖型岩溶地区岩溶岩土工程 | 地震预报 | 地理设计 | …
（本文编辑：刘四旦）
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