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基于无人机遥感的林木表型监测进展与展望

2023-12-04分类号:S771.8

【作者】石永磊   周凯   申鑫   崔天翔   曹林
【部门】南京林业大学南方现代林业协同创新中心  
【摘要】目前,我国的林业发展仍存在资源总体分布不均、整体质量不高等问题,制约着林业发展从注重数量增长向质量提升的转型。面对国家生态安全、木材安全、粮油安全和“双碳”目标等重大战略需求,迫切需要实现林木表型性状的精准监测,从而实现选育优异种质资源、缩短育种周期、提升林木抗逆性和木材品质等目标。传统的林木表型监测获取的样本少、效率低、精度差且有时还具有一定的破坏性,制约了林木良种选育的效率和质量。缺乏高效精准的高通量表型信息采集方法与分析技术,已成为阻碍林木遗传分析、良种选育等的主要瓶颈之一。现代无人机遥感技术能够智能、快速、精准地获取多尺度林木表型性状动态变化信息,对突破上述林木表型监测瓶颈具有重要意义。借助无人机所获取的高分辨率主被动遥感数据及深度学习、机器学习和数据挖掘等智能分析算法,可精准提取多尺度林木表型性状,为揭示“基因—表型—环境”三者之间的响应关系提供多时相定量数据保障,从而进一步实现优异种质资源筛选、精准栽培、识别和量化胁迫以及抗逆育种等目的。本研究首先介绍了林木表型监测中主要的无人机遥感传感器的应用现状。然后,重点介绍了无人机遥感技术在林木形态结构性状、生理功能性状和生化组分含量提取上的应用进展。最后,从林木表型性状多时相周期性动态监测、无人机多源表型性状数据整合、天空地不同平台遥感数据融合协同监测和林木表型多组学联合分析四方面对无人机林木表型监测遥感技术的未来发展趋势进行了展望。
【关键词】林木表型  无人机  传感器  遥感模型  生理功能性状  形态结构性状  生化组分含量
【基金】国家重点研发计划项目(2022YFD2200101)
【所属期刊栏目】中南林业科技大学学报
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