成 果 简 介

应用场景

林业病虫害一直是制约我国林业发展的重大问题，近年来，林业病虫害每年造成的直接经济损失达上千亿元。蛀干害虫是林业病虫害的主要因素，深入研究及时准确检测林业病虫害对林业病虫害的治理与防治有着重大意义。

以往的研究多采用周期性解剖树干来检测和观测蛀干害虫，即根据不同树木内不同时间段下蛀干害虫虫态的变化，对比分析推测蛀干害虫在树木内的生长过程。本项目针对树木内部的蛀干害虫及其蛀道提出一种基于电磁波的检测方法。电磁波检测方法可以通过物理手段对树干蛀干类害虫的虫态和空间分布格局进行检测，并且该方法属于非接触式检测，可以在不破坏树木的前提下，实现对树干中的虫体进行精确检测，避免对害虫生存环境造成破坏。

该方法于2021年以五常市所辖林场3个区域为示范的林业有害生物防治面积1130亩。

主要解决的问题

在不破坏树木的情况下，对树木内部不同虫态害虫进行实时检测，以达到对单一个体或蛀干害虫种群进行长期动态观测的目的，解决了林业检测不及时不准确的问题。

技术要点

1、前期准备

对森林中不同蛀干害虫对树木所造成的缺陷进行调查，全面总结了不同形状，不同类型的树木内部缺陷，为后续制定相应的算法提供先验条件。

2、制定实施方案

以东北地区部分树木为研究对象，采取雷达点源激励入射树木，探索树木干部组织的介电常数成像算法，将树干内部虫蛀孔洞作为散射体进行建模，理论推导时域雷达点源激励入射情况下，根据散射场数据计算成像结果，分析树干内部虫蛀孔洞的分布情况，探讨用于树干内部虫蛀孔洞成像的可行性，归纳总结成像算法的应用步骤。

3、实施过程

系统逐一对实验点内的采样树干进行检测，将目标检测区域剖分和编码，通过每一个接收天线得到的电场数据对剖分区域中的采样点进行反演运算，成像结果中显示出树木内部缺陷的位置、大小和形状等，从而定量计算虫口数量和计量缺陷程度。为更灵活使用，在应用试验数据成像的基础上，也应用数值仿真数据反演成像，分析不同缺陷的所对应的成像效果。通过软件完成反演计算，建立不同缺陷模型，计算个模型所对应的入射场数据和全场数据，获得有缺陷树木的散射场数据。

应用成效

实验室检测结果达到预期目标后启动野外试验，野外试验同五常市林业和草原局合作，由林草局提供项目实施地点及实验用树株，同时进行比对实验，记录并储存相关数据进行分析，完成野外试验。

在五常市建立示范区，规模为1130亩，划分为3个区域。其中五常市向阳林场45林班500亩，树种为蒙古栎；兴隆川林场53林班350亩，树种为蒙古栎；胜利林场2林班280亩，树种为樟子松和红松。推广成果有效，以点带面,辐射到其他乡镇,使这项成果逐步推广壮大。

适用范围

只适用于树干，适用于我国全部地区的针叶林和阔叶林树干内部病虫害精准无损检测。

联 系 人：孟庆焕

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