近20年來，遙感技術在藥用植物資源的調查、區劃和動態監測中被廣泛應用。隨著遙感影像分辨率的提高，藥用植物遙感影像解譯技術水平和識別精準度也在逐步提高。由于藥用植物的識別特征差異和衛星遙感技術的限制，目前遙感技術在藥用植物中應用的種類偏少，應用范圍較小。無人機遙感適用于分散、不規則局部區域藥用植物的識別與動態監測，可以較好地補充衛星遙感技術的限制。高光譜遙感技術在藥用植物中的應用處于探索階段。建議建立衛星遙感技術和無人機遙感技術相結合的藥用植物資源動態監測平臺，實現藥用植物資源蘊藏量的估算與預報，形成藥用植物產量和品質動態監測的長期機制，促進藥用植物資源的協調可持續發展。

遙感技術是根據電磁波的理論，運用各種傳感儀器對遠距離目標輻射和反射的電磁波信息進行收集、處理并成像，探測和識別地面各種物體的綜合技術。遙感技術、地理信息系統和全球定位系統通稱為“3S”技術，用于建筑物、沙漠、水體、農作物、森林植被的動態監測。近年來，隨著高分辨率衛星的應用和地理信息系統的完善，遙感技術在國民經濟建設和社會發展中起著重要的作用。2000年以來，遙感技術在藥用植物資源調查的理論和方法中逐漸成熟并在藥用植物生產中應用。經過近20年的應用，遙感技術已經在蒼術、銀杏、玉竹、人參、三七、甘草?等20多種藥用植物的生產和資源保護利用中發揮重要作用。遙感技術為中藥材產業發展提供了技術支持，特別是中藥資源調查與評估、栽培中藥材的面積及動態監測，對于中藥資源的可持續發展具有重要的意義。遙感技術也為中藥材質量的提升和監測、中藥材產業扶貧提供了?新的思路和方法。

1 遙感技術在藥用植物識別中的應用

我國常見的藥用植物種類達300多種，因每種藥用植物的生物學特性、生境和特征差異較大，其遙感影像的解譯和識別是技術應用的技術難點。1989年，李巖等利用野外光譜輻射計獲得遙感影像對塔里木河的甘草進行了分析提取，認為甘草花期的影像能夠達到較好的識別效果。直到2005年，陳士林等較早利用美國快鳥和陸地衛星Landsat-7ETM的影像數據對吉林人參和寧夏甘草進行識別，通過人工解譯和判讀為主，精度達到85%左右，表明利用遙感技術識別藥用植物方法的可行，但衛星影像范圍較小，成本也較高，人工解譯的工作量較大。2008年，李夢菊等以美國陸地衛星Landsat-7ETM為數據，采用人工目視解譯的方法也對寧夏中部干旱帶甘草進行了識別。孫宇章等根據不同地物類型在反射光譜特征上的差異，利用Landsat?5的TM圖像對野生茅蒼術進行了人工交互式解譯和識別。2013年，聶傳朋等以Landsat衛星的遙感影像為基礎，采用多源信息復合以及人機交互解譯方法，?通過最大似然分類法實現了桔梗的解譯和識別。隨著國產高分辨資源衛星的應用，遙感技術越來越多的應用于藥用植物調查。2014年，鄭淑丹等利用資源三號衛星影像的光譜信息，采用監督分類以及最大似然方法對新疆的栽培紅花進行解譯，發現采用分形理論能夠更好地識別種植型藥用植物。森巴提·巴合都拉利用Worldview-2衛星、資源三號衛星、資源一號02C衛星等不同分辨率的數據源影像研究紅花和伊犁貝母的種植面積，發現采用高分數據能夠大幅度提高紅花的解譯精度，但對于伊犁貝母的自動解譯比較困難。2015年，黃靈光等利用國產資源一號02C和資源三號衛星的數據，通過分類提取技術對江西省蔓荊子進行空間分布監測，監?測精度達到?89.5%。2015?年后，隨著遙感技術在較多藥用植物種類的嘗試，遙感影像的解譯方法不斷完善，圖像的識別率越來越高。賈俊英等以融合的2m分辨率資源三號（ZY-3）遙感影像作為數據源，采用基于概率統計的濾波紋理分析方法和基于信息熵的防風紋理特征，較好地提取和解譯識別了防風。張飛等以高分二號的遙感影像為數據源，?通過目視解譯法和支持向量機法相結合，較好地識別了洛寧縣的艾草和丹參，并利用混淆矩陣法進行了驗證。在遙感影像的解譯過程中，衛星影像分辨率、藥用植物的特性和分析方法都會影響藥用植物的解譯精度和識別效率，往往采用多種辦法綜合應用。2014?年，娜仁花等采用中低分辨率的國產衛星資源三號影像和高分辨率影像?Worldview-2分別對野生羅布麻進行遙感識別提取時，發現在傳統分類方法中加入主成分分析法和紋理特?征作為輔助數據可以提高分類精度，高分辨率影像Worldview-2能夠識別生長狀況較復雜的野生藥用植物羅布麻，國產中低分辨率衛星資源三號只能適合識別分布密集的羅布麻。董麗君等在遙感影像的基礎上，結合小木通的生長適宜性要求，提取土地利用信息，量化小木通生長的環境指標進行，綜合分析而獲得四川道地藥材小木通的適宜分布區域。對于水生藥用植物的識別則需要采用輔助手段。吳啟南等利用多源衛星遙感數據和便攜式光譜儀對水生藥材芡實通過構建決策樹算法模型進行識別，綜合分類識別精度達到83%。遙感技術應用于藥用植物的解譯識別達到30多種，但由于各種類型藥用植物的生物學特性不同，且部分研究基礎薄弱，基本信息不夠完整，導致遙感技術在藥用植物中的應用還存在著一定的局限性。因此，應盡快完善藥用植物的基本信息收集，針對每一種藥用植物建立合適的模型，提高遙感技術的覆蓋面和利用率。

2 遙感技術在栽培藥用植物中的應用

? ? ? 常用的?200?多種大宗中藥材多以人工栽培為主，由于生長年限、種植區域和管理方式等影響，常規方法統計得到的藥用植物的面積和產量的誤差較大。遙感技術在估算、預測栽培藥用植物的面積和產量具有重要的使用價值和指導意義。2005年，周應群等將5m分辨率的SPOT5?影像和?30m分辨率的Landsat?5?影像融合，采用目視解譯的方法提取馬關縣的三七種植面積，提取精度為92.7%。2018年，戴晨曦等利用Landsat數據通過支持向量機提取2010、2012、2014?和2015年文山州和紅河州的三七種植區，并分析了三七種植區時空變化與地形、政策和三七價格因素的關系。2019年以來，以高分辨率資源三號衛星的遙感影像為基本數據源，楊莓等對2018年碭山縣區域白芍進行遙感識別和安徽省金寨縣黃精種植面積進行評估。白吉慶等以國產資源三號及?高分一號對寧陜縣白及進行了種植面積的估算。汪娟等應用多源多時相的衛星遙感影像數據，采用隨機森林分類法和空間自相關性分析方法對吉林省?2017-2019年連續三年園參種植區域及產量的變化進行了計算，為吉林人參產業的發展提供了參考。朱贊等以文山州?4?個縣為研究區域，采用GF-1?影像，通過改進的決策樹模型提取三七種植區，其提取精度達到87%。苗旺元等在2010、2014?和?2019?年Landsat?影像基礎上，利用回歸?校正法修復山體陰影，結合?J-M?距離和隨機森林分類得到2010-2019年丘北縣三七種植面積逐漸擴張和種植重心由雙龍營鎮轉移到了八道哨彝族鄉的結論。雖然目前遙感技術已經用于栽培藥用植物的面積估算，但由于遙感影像解譯識別技術、栽培藥用植物的生物學特征等，遙感技術在栽培藥用植物的應用范圍受到限制，如栽培藥用植物的生長動態觀測、病蟲害預報和品質監測等。作者所指導的大學生創新創業訓練計劃項目嘗試對較小區域栽培懷菊花的面積進行調查，發現由于懷菊花的種植分布較為零散，其在營養生長期和玉米等農作物的反射光譜較為接近，給前期遙感影像的解譯造成了困難。懷菊花開花期光譜特征性較強，受花期短、降雨、?云層及衛星過境時間等，使質量較好的衛星影像難以獲得。同時，懷菊花也不耐連作，無法重茬，多源多時相的衛星遙感影像數據同比困難，最終造成了利用遙感影像識?別、估算面積、產量的困難。

3 遙感技術在藥用植物資源區劃中的應用

中藥材生產受自然生態環境等因素的影響，具有強烈的地域性特點。藥用植物資源區劃可以輔助確定空間范圍，對因地制宜地指導和規劃中藥材生產實踐，調整中藥生產結構和布局，正確選建優質藥材原料基地，科學指導中藥生產與區域開發的需要，尤其是道地藥材的生產具有重要的意義。遙感技術輔助藥用植物資源區劃，具有良好的技術優勢。張冬梅等利用遙感和地理信息系統技術提取生態因子，再應用地理信息系統空間疊加分析技術和野外調查驗證方法，提取和確定四川省姜資源的適宜區和最適宜區分布范圍。程銘恩等利用MaxEnt生態位模型分析大別山茯苓的生態因子與分布區域的關?系，對安徽金寨縣的茯苓潛在分布進行了區劃研究。尚雪等利用遙感和地理信息系統技術，結合適宜川牛膝生?長的生態環境因子，采用層次分析法和空間分析法，從地形、氣候、土壤、植被4個方面對川牛膝適宜性分布進行劃分川牛膝適宜區分圖，所得適宜性結果與川牛膝資源實際分布范圍基本吻合。尚雪等應用遙感與GIS技術研究了四川省羌活的適宜性分布，利用遙感技術監測到羌活的適宜區域分布和面積，為羌活資源的分布和保護提供了依據。

4 高光譜遙感技術在藥用植物生產中的應用

植物光譜特征主要由其所含化學成分和組織結構等?理化特性決定，因此每種植物均有其特有的光譜特征。而不同種類藥用植物的化學成分和結構差異，使植物對波長選擇性吸收和反射的特征也各不相同，光譜特征的差異也能反映植物內部物質特性的差異，因此這種差異可以應用于藥用植物的生長、病蟲害和成分的檢測等。丁玲等應用甘草冠層的可見-短波紅外高光譜數據，定量?估算甘草中甘草酸和甘草苷含量，發現用光譜預測模型獲得含量預測與用高效液相色譜獲得的甘草含量具有較高的相關性，表明用遙感數據檢測中藥材中成分含量的方法具有可行性。馬菁等采用近地高光譜遙感方法對枸杞主產區寧夏中衛市中寧縣枸杞的健康冠層與枸杞木虱、癭螨、負泥蟲和白粉病等4種枸杞病蟲害危害冠層的?近地高光譜特征及變化規律研究發現，不同病蟲害感染后的冠層都具特有的光譜特征規律，為遙感技術用于藥用植物的病蟲害預報提供了參考。廖欽洪等通過對不同品種、不同生育期和不同氮肥梯度下生姜葉片的高光譜和氮含量數據對比分析，采用比值植被指數、歸一化植被指數、植被指數等組合進行建模，發現葉片氮含量的預測值和實測值的一致性較好。高光譜遙感技術在常規農作物中應用已經成熟，但在藥用植物應用中還處于探索階段，這與藥用植物種類多和相關基礎研究薄弱有關。

5 無人機遙感在資源調查中的應用

無人機具有分辨率高、靈活性好以及成本低的優勢，已被廣泛應用于農業、林業、環境以及災害監測等方面。無人機技術在中藥資源調查領域也得到了廣泛應用，尤其是一些局部區域性分布的中藥材種類。2019年，張飛等運用無人機數據建立目視模型來協助衛星影像數據的目標解譯，提高了識別效率。史婷婷等運用隨機森林算法提取了海南省白沙縣細水鄉裸花紫珠的無人機影像，面積識別精度達到了94.14%，為無人機在栽培類藥用植物資源的信息提取在特征選擇和方法選擇方面提供了一種新思路。2020年，史婷婷等利用無人機獲取遙感數據建立了金銀花的樣本識別模型，使對金銀花的識別?精度達97.5%，面積總精度為94.6%，實現了中藥材的精?細分類。王哲等利用無人機獲取藥用植物玉竹的遙感影像，利用空間采樣點獲取綠色葉片指數，實現對玉竹生長的動態監測，表明無人機可以對中藥材生長過程進行檢測。無人機遙感靈活、便捷，適用于分散、不規則、細碎化的局部區域中藥材的監測，對于人工方法獲取難度大、衛星遙感信息不全的區域，是比較有利的補充。

6 遙感技術發展方向和未來應用

我國藥用植物資源種類繁多、生境各異，分布面積廣，利用遙感技術確定其分布、面積、生長狀況、病蟲害發生和成分含量具有重要的意義。近20年來，遙感技術在中藥材產業的發展中取得了長足的進步，衛星遙感圖像的分辨率不斷提高、解譯技術方法和識別能力得到大幅度提升，從目視解譯過渡到自動化解譯，解譯效率和識別精度得到很好的提高。但由于藥用植物種類多、識別特征差異較大，目前識別藥用植物的種類數量還偏少，利用高光譜遙感技術實現藥用植物動態監測、品質監測還處于探索階段，基礎研究還需要進一步加強。隨著遙感技術在中藥材產業中的應用，下一步應該逐步完善建立衛星遙感和無人機遙感相結合的藥用植物資源動態監測平臺，?完善資源蘊藏量的估算與預報，對主要藥用植物品種和重點藥材品種建立長期預報機制，實現產量和品質動態監測，促進藥用植物資源的協調可持續發展，避免出現盲目種植、產量過剩的局面，對我國藥用植物資源健康發展具有重要的意義。

推薦：

萊森光學- iSpecHyper-VM系列無人機機載高光譜成像系統

萊森光學-多旋翼無人機高光譜成像系統iSpecHyper-VM系列是一款基于小型旋翼無人機的高性能機載高光譜成像系統。

萊森光學-多旋翼無人機高光譜成像系統光譜范圍400-1000nm/900-1700nm,由高性能高光譜相機、穩定云臺、高清相機、GNSS模塊、機載控制與數據采集模塊、機載供電模塊、地面站模塊等部分組成。核心載荷高光譜相機完全自主研發，采用1英寸大靶面CCD圖像傳感器具有高光譜分辨率、高靈敏度、大視場及優異的成像性能，配合定制開發的高性能穩定云臺，能夠有效降低飛行過程中無人機抖動引起的圖像扭曲與模糊；同時與GPS同步觸發，實現可見光照片匹配同步GPS信息；通過地面實時數據平臺實時觀測飛行器采樣點并可利用地面端設置采集的航線預覽及矯正功能；有輻射度校正、反射率校正、區域校正等批處理能力。輔助相機可實時可見、監控拍攝效果，有圖像實時回傳功能；有輻射度校正、反射率校正、區域校正等批處理能力，光譜相機控制、數據采集、自動曝光、自動掃描速度匹配、輔助攝像頭功能、支持遠程遙控、支持巡航、慣導采集模式，數據支持Envi等主流遙感軟件，實時常用植被指數計算功能、光譜及圖像數據預覽、建庫、建立指標解譯庫等功能

萊森光學-多旋翼無人機高光譜成像系統與大疆M600 pro/M300RTK無人機完美適配，支持同類型的多種無人機；系統支持配件升級及定制化開發，為教育科研、智慧農業、林業調查、水環境監測、目標識別、軍事反偽裝等行業高端應用領域提供高性能解決方案。

萊森光學- iSpecHyper-VS系列高光譜成像相機/便攜式高光譜成像系統

萊森光學-iSpecHyper-VS系列高光譜成像相機是萊森光學（LiSen Optics）專門用于公安刑偵、物證鑒定、精準農業、礦物地質勘探等領域的最新產品，主要優勢具有體積小、幀率高、獨有高光通量分光設計、信噪比靈敏度高、大靶面探測器、高像質等特點。iSpecHyper-VS采用了透射光柵外置推掃或內置原理高光譜成像，系統集成高性能數據采集與分析處理系統，高速接口傳輸，全靶面高成像質量光學設計 ，物鏡接口為標準C-Mount，可根據用戶需求更換物鏡。iSpecHyper-VS系列高光譜成像相機，廣泛應用于公安刑偵、物證鑒定、精準農林、遙感遙測、?工業檢測、?醫學醫療、采礦勘探等各領域。

萊森光學-iSpecHyper-VS系列高光譜成像相機/便攜式高光譜成像系統主要技術特點

光譜范圍400-1000nm或900-1700nm，分辨率優于3nm

獨有高光通量分光成像設計、信噪比靈敏度高

高性能CMOS/CCD/InGaAs(TE Cooled)圖像傳感器，數據格式支持ENVI,支持多區域ROI

可選配電控自動對焦技術、自動曝光、自動成像掃描匹配

全靶面高成像質量光學設計，點列斑直徑小于0.5像元

多種焦距物鏡鏡頭（12.5/25mm/35mm/75mm）可根據用戶需求更換物鏡

多種光學附件可選：戶外太陽光源、實驗室太陽勻化光源工作臺、三腳架（野外專用）、數據線、電源線、電源（外置電源模塊）、儀器便攜式手提箱（定制三防箱）、專業高光譜采集軟件

萊森光學- iSpecField-系列手持式/便攜式地物光譜儀

萊森光學-iSpecField系列地物光譜儀是萊森光學（LiSen Optics）專門用于野外遙感測量、土壤環境、礦物地質勘探等領域的最新明星產品，由于其操作靈活、便攜方便、光譜測試速度快、光譜數據準確是一款真正意義上便攜式地物光譜儀。iSpecField系列地物光譜儀光譜范圍250-1100nm/250-1700nm/250-2500nm,采用了工業級觸控顯示屏手柄探頭，手柄探頭同時采用了獨有光學設計內置攝像頭（相機）、GPS、激光指示器、內置光學快門控制，同時地物光譜儀主機與工業級觸控顯示屏手柄探頭一體化設計，可野外現場直接進行地物光譜操作測量，野外操作更加便捷方便，非常適合復雜的野外地物光譜測量。

萊森光學-iSpecField系列地物光譜儀主要技術特點

光譜范圍250-1100nm/250-1700nm/250-2500nm，固定全息光柵一次性快速掃描分光

2048像素面陣BT-CCD，256/512像元InGaAs，高像素雙路探測器同步測量，光譜精度高、分辨率高

主機與工業級觸控顯示手柄探頭一體化結構，野外測量無需額外電腦，操作靈活

最短積分時間30微秒，測量動態范圍大，7吋高清觸控顯示遠程觸發一鍵測量

內置＞800萬像素自動對焦攝像頭（相機）、GPS、激光指示器、內置光學快門控制

GPS定位、地物圖像、角度測量、距離測量、空氣溫濕度測量與光譜實時對應同步

SpecAnalysis專用地物分析軟件，兼容ENVI、TSG、Arcgis等第三方工具軟件，嵌入了USGS數據庫和NDVI等13個植被指數

豐富測量光學配件：標準白板/灰板、葉片透射夾、礦物土壤專用探頭、手槍式光纖探頭、室內太陽光源、視場角鏡頭、BRDF測量附件、透反射實驗室支架裝置、遠程觸發器等可滿足野外和實驗室測量需求，可實現透射反射率、輻照度、輻亮度等測試

大容量電池，續航時間4-5小時，供電電池模塊可拆卸，可配置備用電池模塊，滿足長時間野外測量

萊森光學（深圳）有限公司是一家提供光機電一體化集成解決方案的高科技公司，我們專注于光譜傳感和光電應用系統的研發、生產和銷售。
?

審核編輯：湯梓紅