利用遥感技术检测鳄梨树白腐病

利用遥感技术检测鳄梨树白腐病

本研究采用机器学习方法对成像技术提供的生理参数进行分析,植物表型资讯介绍如下:

白腐病是一种由土壤真菌 Rosellinia necatrix 引起的疾病,是许多木本作物(如鳄梨树Butyrospermum parkii Kotschy)生产的重要制约因素。目前白腐病的检测方法多采用微生物和分子技术,这使得其在果园规模上的应用十分受限。本研究采用机器学习方法对成像技术提供的生理参数进行分析。根据多种算法对归一化植被指数(NDVI)和归一化冠层温度(Tc-Ta)作为病害预测因子进行测试。其中,通过逻辑回归分析(LRA)法的归一植被指数(NDVI)数据敏感性最高,假阴性率FNR最低。

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图1 所示A、鳄梨果园中的果树RGB图像。B、所选研究树种(2015年)病害状况示意图。

科学家将树木一一标记为1—24,并将研究区域内的梯田和溪流分别标记为黑色和蓝色,每棵树标记为一个圆圈。然后对2015年样品中白腐病的航拍症状划分等级:0级为绿色(无症状树)、1级为橙色(冠层轻度变黄、轻度枯萎)、2级为红色(冠层重度变黄、重度枯萎)、蓝色标记的为无症状树,但其根中含有R. necatrix。根据对2015年样品的分析,蓝十字表示在根或样本中均检测到R. necatrix阳性,黄色的条形图显示R.necatrix阴性。

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图2

通过人工神经网络法(ANN)、逻辑回归分析法(LRA)、线性判别分析法(LDA)和支持向量机法(SVM),获得NDVI /NDVI与Tc – Ta值,分析其敏感性、特异性和准确性值,得到最佳算法——逻辑回归分析法(LRA)是一种快速、可行的鳄梨果树白腐病检测方法。

来源:

Bueno m l p, Pineda M, Vida C,et.al.Detection of white root rot in avocado trees by remote sensing.Published by The American Phytopathological Society. https://doi.org/10.1094/PDIS-10-18-1778-RE.

 

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