亞洲天牛（Anoplophora glabripennis, ALB）是一種嚴(yán)重威脅全球闊葉林的蛀木害蟲(chóng),，特別對(duì)中國(guó)西北干旱地區(qū)的楊樹(shù)防護(hù)林造成了顯著破壞,。由于干旱和 ALB 脅迫均會(huì)引起缺水癥狀,，但其成因和治理方法截然不同，及時(shí)區(qū)分這兩種脅迫對(duì)制定有效治理措施至關(guān)重要,。高光譜成像（HSI）和激光雷達(dá)（LiDAR）技術(shù)因其在植物脅迫檢測(cè)中的潛力而備受關(guān)注,，HSI 提供精細(xì)的光譜信息，LiDAR 捕獲冠層三維結(jié)構(gòu)變化,。然而,，單一技術(shù)存在局限性，結(jié)合 HSI 和 LiDAR 數(shù)據(jù)能夠彌補(bǔ)不足,，實(shí)現(xiàn)更精確的脅迫檢測(cè),。本研究采用偏最小二乘支持向量機(jī)（PLS-SVM）方法，有效降低數(shù)據(jù)維度,，避免過(guò)度擬合,，提升分類精度，旨在：（1）評(píng)估無(wú)人機(jī) HSI 和 LiDAR 數(shù)據(jù)區(qū)分 ALB 損傷,、干旱脅迫及復(fù)合脅迫的能力,；（2）探索兩種數(shù)據(jù)對(duì)脅迫的響應(yīng)特征，篩選最敏感的檢測(cè)指標(biāo),，為干旱地區(qū)楊樹(shù)健康監(jiān)測(cè)和管理提供科學(xué)依據(jù),。

研究地塊位于中國(guó)西北部甘肅省酒泉市，屬戈壁地貌，氣候類型為大陸性干旱氣候,，年均降水量為80毫米,，但年均蒸發(fā)量達(dá)2000毫米。本研究選取了兩個(gè)水分條件不同（灌溉和非灌溉）且樹(shù)齡相近的林場(chǎng)（圖1）,。

樣地1（圖1a）：酒泉新城國(guó)有林場(chǎng)（39°57′N，98°23′E）,。農(nóng)田防風(fēng)林,，灌溉良好，有地表水,，包括健康林和黃萎病林,，樹(shù)齡為40–60年。研究樹(shù)種為甘肅楊,、白楊和旱柳,。樣地2（圖1b）：酒泉三河國(guó)有林場(chǎng)（39°23′N，99°04′E）,。灌溉條件極差,，無(wú)地表水，兩年未正常灌溉,。林分健康林和黃萎病林,，樹(shù)齡為40-60年。研究樹(shù)種與樣地1相同,。兩個(gè)農(nóng)場(chǎng)都有健康林和黃萎病林的楊樹(shù),。兩個(gè)農(nóng)場(chǎng)都位于海拔1480 m的平坦區(qū)域。土壤條件相同：棕色沙漠土,，有機(jī)質(zhì)含量低,，氮素含量低。兩個(gè)樣地均被甘肅楊覆蓋,。我們?cè)诿總€(gè)林場(chǎng)建立了兩個(gè)50×50米的樣地,，共四個(gè)樣地?？偣灿兴姆N類型的樣本樹(shù)：健康（H）,、僅受黃萎病損害（A）、僅受干旱損害（D）和同時(shí)受黃萎病和干旱損害（AD）（圖2）,。

亞洲長(zhǎng)角甲蟲(chóng)（ALB）是一種樹(shù)干蛀蟲(chóng)，通過(guò)識(shí)別漏斗狀產(chǎn)卵坑,、排便孔和圓形出口孔（圖 3）確定楊樹(shù)是否受損,。若發(fā)現(xiàn)這些特征或樹(shù)冠稀疏（稀疏葉片、干枯枝條）,，則認(rèn)為楊樹(shù)受到 ALB 損傷。

葉面積指數(shù) (LAI) 反映葉片密度及生物物理能力,。采用 SmartLAI 應(yīng)用程序從不同方向進(jìn)行四次測(cè)量取平均值,，評(píng)估樹(shù)冠稀疏程度。調(diào)查了 325 棵楊樹(shù)：健康（H）66 棵,，受 ALB 脅迫（A）75 棵,，受干旱脅迫（D）80 棵，受雙重脅迫（AD）104 棵,，表 1 顯示不同條件下的 LAI 數(shù)據(jù),。

在同一飛行活動(dòng)期間,，使用 DJI M600 無(wú)人機(jī)搭載IRIS LR-1601激光雷達(dá)一體機(jī)（北京理加聯(lián)合科技有限公司）收集高光譜圖像 (HSI) 和激光雷達(dá)數(shù)據(jù)（圖 4）。安裝系統(tǒng)使高光譜和激光雷達(dá)設(shè)備能夠聯(lián)合使用無(wú)人機(jī)的慣性測(cè)量單元 (IMU) 和全球定位系統(tǒng) (GPS),，從而實(shí)現(xiàn)高精度正射校正和數(shù)據(jù)融合,。無(wú)人機(jī)還配備了 RTK 系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)精確定位,。2021 年 8 月 2 日 12:20 至 12:50 PM 采集了地塊 1（水量充足）的數(shù)據(jù),，2021 年 8 月 3 日上午 11:50 至下午 12:30 采集了地塊 2（缺水）的數(shù)據(jù)。飛行在無(wú)云的天空下進(jìn)行,，高度為 100 米,，速度為 3 米/秒，正面和側(cè)面圖像重疊度為 60％,。

研究表明,，無(wú)人機(jī)高光譜圖像和激光雷達(dá)的組合可以檢測(cè)和區(qū)分楊樹(shù)的 ALB 和干旱脅迫。PLS-SVM 分類在區(qū)分水分充足和缺水樹(shù)木方面實(shí)現(xiàn)了 94.85% 的準(zhǔn)確率,，在檢測(cè) ALB 損害方面實(shí)現(xiàn)了 80.81% 的準(zhǔn)確率,。對(duì)四種楊樹(shù)類別進(jìn)行分類的總體分類準(zhǔn)確率為 78.79%：健康、僅受 ALB 影響,、僅受干旱影響以及干旱和 ALB 損害并存的楊樹(shù),。開(kāi)發(fā)的分類模型為檢測(cè)和區(qū)分脅迫類型提供了寶貴的工具，使及時(shí)干預(yù)措施成為可能,，例如在楊樹(shù)林中進(jìn)行灌溉或病蟲(chóng)害防治,，尤其是在戈壁沙漠的惡劣條件下。