肉眼看不见的虫害?高光谱+NDVI帮你提前“看见” 植物危机
在欧洲快速蔓延的新型入侵害虫黄杨木蛾幼虫(箱树毛虫),对观赏园林、公园中的高价值造型黄杨木造成了严重威胁。短短数天内,它们便可导致黄杨木植株完全落叶。虫害的早期检测是防控核心—若能及时发现,便可采取针对性措施,将植株损伤降低。高光谱成像等遥感技术,可通过捕捉能反映植物健康变化(如光合活性下降)的精细光谱信息,为虫害检测提供成熟解决方案。

防控刻不容缓—黄杨木蛾幼虫
黄杨木蛾幼虫是黄杨木蛾的幼虫阶段,专门取食锦熟黄杨(Buxus Sempervirens)。黄杨是一种枝叶茂密的常绿灌木,在观赏园林中常被修剪为规整造型绿篱,因其生长缓慢、耐修剪造型的特性而具备很高的园艺价值。
黄杨木蛾幼虫的侵染会造成多维度危害:
· 美学影响:幼虫啃食造成的严重落叶与枝梢枯死,会让造型植株变得光秃破败,彻底失去观赏价值;
· 经济影响:虫害损伤会直接降低黄杨造型绿篱的景观价值,使其在园林造景、观赏应用中的吸引力大幅下降,同时植株更换成本很高;
· 植株健康影响:快速落叶会严重削弱树势,反复遭受虫害侵染可直接导致植株死亡。
虫害的早期迹象包括取食区域出现丝网、叶片被啃食后仅剩叶脉呈骨架状。及时干预是避免植株发生不可逆损伤的关键。归一化植被指数(NDVI)是植被健康监测的通用核心指标,可实时追踪植株叶绿素含量与叶片结构的变化。园艺工作者可通过监测这些变化,及时定位并靶向处理虫害侵染区域。
高光谱成像技术的田间落地应用

Living Optics快照式高光谱相机是一套便携化系统,可直接在田间现场完成数据采集。本研究使用该设备,对已出现黄杨木蛾幼虫早期侵染迹象的黄杨植株完成了数据采集。
01 田间实验设置
· 成像设备:Living Optics快照式高光谱相机,安装于独脚架上,实现造型黄杨的高效扫描
· 数据校准:同步采集标准白板参考数据,完成辐射定标,将相机输出的原始辐射值转换为地表反射率
· 采集速率:日光环境下,以30帧/秒(FPS)完成数据采集
高光谱视频数据清晰显示,受虫害侵染的叶片与健康叶片的光谱特征存在显著差异,尤其在近红外波段(如下图左所示);右图为单帧数据计算生成的NDVI分布图。
橙色圆圈标注的枯萎、受损叶片,NDVI值更低(在分布图中显示为灰色),表明其光合活性低甚至完全丧失;与之相对,高亮区域对应光合活性更高的健康叶片。
这些NDVI分布图可实时/近实时生成,能够帮助工作人员快速定位植株胁迫区域,更清晰地掌握虫害造成的损伤范围。

02 快照式高光谱成像+NDVI检测更高效
本案例研究验证了快照式高光谱成像与NDVI分析相结合的技术方案,可实现对高价值造型黄杨的黄杨木蛾幼虫侵染实时筛查,具备很高的应用潜力。该技术可精准识别与植株光合活性下降相关的细微光谱变化,支持园艺工作者开展靶向、及时的虫害干预,大程度保留造型黄杨的美学与经济价值。
未来展望
在园林植物持续遭受虫害威胁的当下,将高光谱成像纳入日常监测流程,可为高价值观赏造型黄杨的保护与健康监测,提供一套高效、可规模化、可田间部署的技术方案。
未来,随着设备小型化、成本降低与AI算法迭代,该技术将进一步拓展应用边界:
· 从单一虫害检测升级为多病虫害、养分胁迫、环境胁迫的综合诊断,为植物健康提供全维度评估。
· 与物联网、云计算结合,构建 “天空地一体化” 园林植物健康监测平台,实现数据自动采集、智能分析与预警推送。
· 赋能智慧园林管理,让园艺工作者从繁重的人工排查中解放出来,转向更精准、更可持续的精细化养护,最终实现城市生态景观的长效保护。
核心应用领域
01 城市智慧园林
替代传统人工巡检,实现造型黄杨、绿篱等景观植物的全域、高频、非接触式健康监测,精准识别黄杨木蛾幼虫早期侵染,支撑农药精准喷施与景观资源精细化管理。
02 高价值苗木产业
为苗圃、盆景基地提供苗期-成株全周期光谱诊断能力,在叶片尚未出现肉眼可见损伤时预警虫害,保障苗木商品率与出口品质,降低经济损失。
03 生态与文物保护
1、应用于自然保护区、古典园林、古建周边植被,实现无干扰、非破坏性监测,避免人工排查对生态景观与文物本体的破坏。
2、无人机/车载移动巡检搭载快照式高光谱相机,构建天空地一体化监测网络,完成城市绿道、园区、景区的大面积快速筛查,生成虫害热力图,支撑应急处置。
04 技术延伸价值
1、从单一虫害检测拓展至多胁迫诊断:同步识别真菌病害、缺素、干旱、盐渍化等植物健康问题,形成 “一镜多诊” 能力。
2、与智慧农业/园林物联网融合:对接水肥一体化系统、智能喷灌设备,实现 “监测 - 诊断 - 干预” 闭环,推动精准养护。
3、数据赋能病虫害预测模型:长期光谱数据可用于构建黄杨木蛾爆发预警模型,提前制定防控预案
系统集成解决方案
· 手持便携版:适用于小范围精细巡检(如盆景园、古建周边),单人操作,现场出结果。

· 无人机机载版:适用于城市绿道、公园等大面积场景,快速完成全域扫描,数据回传云端处理。

· 车载固定版:安装于园林作业车,沿道路/绿篱巡航,实现日常常态化监测。

技术优势
· 实时性:快照式成像避免扫描运动模糊,边缘计算实现秒级诊断;
· 精准性:NDVI结合高光谱特征,可识别早期光合活性下降,早于肉眼可见症状;
· 可扩展性:模块化设计支持新增病虫害模型、对接更多IoT(Internet of Things)设备;
· 易用性:降低专业门槛,园林养护人员可快速上手操作与解读结果。
-
ASSIST II大气探测光谱仪 | 可野外部署·实时廓线探测
ASSIST II于2010年正式推出,并完成系统重新设计,ASSIST II是适用于野外部署的大气探测仪,可在全球各地便捷投入使用。
넶0 2026-09-02 -
精准热成像 灵活之选|Telops Spark科学红外相机
Spark系列相机可实现高精度温度测量、兼具灵活的探测器选配方案以及用户友好的数据采集平台,助力工程师与研究人员专注于研究工作,而无需费精力调试设备操作。
넶11 2026-08-28 -
高速红外热像仪在高压放电方面的应用
高速红外热像仪能够捕捉毫秒级瞬态温度变化,可以记录电晕、沿面放电、火花、电弧、闪络这类短时、脉冲式高压放电热过程,多用于实验室试验研究、故障机理分析、真型试验、设备型式试验,也可用于现场特殊故障复现观测。
넶16 2026-08-25 -
如何选择高光谱相机?
本技术说明旨在帮助读者理解不同高光谱成像技术的特点及其性能权衡。文中给出了基于实验室条件获取的测试结果,对线扫描高光谱成像、基于马赛克滤波器的多光谱视频成像以及快照式高光谱视频成像三种技术进行了对比分析。
넶12 2026-08-24 -
Living Optics相机的实测信噪比与建模仿真信噪比估算结果
噪声等效光谱辐亮度(NESR)系统的噪声等效光谱辐亮度(NESR)定义为:能够产生与系统噪声相等信号响应所需
넶13 2026-08-14 -
线扫描高光谱相机与Living Optics编码孔径快照式高光谱相机光谱数据比较
本实验在受控照明条件和静态目标环境下,对Living Optics采样编码孔径快照式高光谱相机与线扫描高光谱相机(Specim FX10e)进行了实验室对比测试。
넶24 2026-08-10 -
金属增材制造过程的高速红外成像检测
以Exosens FAST M2KUDx为代表的高速中波红外成像系统,兼顾超高帧率与高空间分辨率,既能捕捉宏观全域温度分布,又能分辨毫秒级瞬态熔池热信号。
넶16 2026-08-06 -
马赛克滤波高光谱相机与Living Optics编码孔径快照式高光谱相机的应用比较
Living Optics系统不仅覆盖了更宽的光谱范围,而且提供了更多的光谱采样通道,从而能够获取更丰富的光谱信息。
넶44 2026-08-03 -
Telops制冷型红外热像仪最新应用
Exosens/Telops全系制冷型红外热像仪采用斯特林制冷,配备InSb/MCT红外探测器,具备永久辐射定标、自动曝光控制、高动态范围成像等功能。
넶46 2026-07-31 -
30FPS 边缘实时计算:快照式视频高光谱重塑 NDVI 与 MCARI 指数反演,开启动态遥感新时代
北京威盛技术团队引入了英国牛津大学开发的Living Optics快照式视频高光谱相机,并完成了无人机自主平台的一体化集成与软硬件调通。通过在边缘端直接运行算法,实现了高光谱数据的实时视频流输出。
넶24 2026-07-30