基于高光譜的稻麥葉面積指數(shù)監(jiān)測研究.pdf

1、作物葉面積指數(shù)的無損監(jiān)測對氮肥精確管理具有重要意義?；诟吖庾V技術的作物生長監(jiān)測技術為作物長勢信息的準確獲取提供了有效的手段。本研究的目的是以不同年份、品種、施氮水平、水分處理的水稻和小麥田間試驗為基礎，對不同生育期、種植密度和葉面積指數(shù)下的冠層高光譜數(shù)據(jù)進行深入挖掘，利用植被指數(shù)和小波分析方法，篩選不同處理條件下稻麥葉面積指數(shù)的共性光譜特征，建立準確、可靠的葉面積監(jiān)測模型，為便攜式稻麥監(jiān)測儀的研制提供技術支持。
　　首先，在分析

2、不同生育期、不同種植密度下稻麥葉面積指數(shù)與冠層光譜反射率的變化趨勢基礎上，綜合光譜分析技術、作物生長原理與統(tǒng)計方法，將水稻和小麥分不同生育期、種植密度，系統(tǒng)分析了稻麥葉面積指數(shù)與冠層高光譜范圍內(nèi)(350～2500 nm)植被指數(shù)、土壤調(diào)節(jié)植被指數(shù)(SAVI)及差值植被指數(shù)(DVI)的定量關系，尋找反映稻麥葉面積指數(shù)信息的共性波段和光譜指數(shù)，構建基于植被指數(shù)的稻麥冠層葉面積指數(shù)監(jiān)測模型。結果顯示:在不同生育期下，在稻麥抽穗前，SAVI(R

3、736，R900)為最佳監(jiān)測植被指數(shù)，在對水稻葉面積指數(shù)擬合中，決定系數(shù)達到0.794，對小麥葉面積指數(shù)決定系數(shù)達到0.61，SE分別為1.16和1.17，RMSE為1.43和1.14。在不同密度下，DVI(R741，R866)為最佳監(jiān)測植被指數(shù)，在低密度條件下，與水稻葉面積指數(shù)模型決定系數(shù)為0.733，對小麥葉面積指數(shù)決定系數(shù)為0.857，SE分別為1.02和0.339，RMSE為1.19和0.33，擬合效果好于其他植被指數(shù)。在不同葉

4、面積指數(shù)值的時候，DVI(R733，R930)為最佳監(jiān)測植被指數(shù)，水稻擬合精度為0.654，小麥擬合精度為0.619，SE分別為1.355和1.1，檢驗精度分別為0.628和0.584，RMSE為分別1.271和1.17。在以上計算中，720～750nm與790～950nm范圍為監(jiān)測稻麥葉面積指數(shù)的共性范圍。
　　進一步分析小波方法在監(jiān)測稻麥葉面積指數(shù)上的可行性，建立不同小波函數(shù)下的小波系數(shù)與葉面積指數(shù)的定量模型。結果顯示:不同小

5、波函數(shù)與稻麥葉面積指數(shù)擬合結果相似，gaus2函數(shù)下，7尺度720nm處的小波系數(shù)特征在與不同生育期、不同種植密度的稻麥葉面積指數(shù)擬合過程中，效果均好于其他小波系數(shù)。在抽穗前，對水稻和小麥葉面積指數(shù)擬合決定系數(shù)分別為0.729和0.662，SE分別為1.27和1.16，RMSE為1.359和1.132。在低密度條件下，與水稻和小麥葉面積指數(shù)決定系數(shù)分別為0.725和0.861，SE分別為1.034和0.333，RMSE為1.238和0.