不同遙感變量組合模式監(jiān)測小麥關(guān)鍵長勢參數(shù)研究.pdf

1、國內(nèi)外利用衛(wèi)星遙感技術(shù)在監(jiān)測小麥長勢及預(yù)測籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)方面已有廣泛的研究，并在生產(chǎn)實踐中應(yīng)用取得一定的成果。本研究以江蘇泰興、姜堰、興化和高郵地區(qū)稻茬小麥為研究對象，獲取小麥拔節(jié)期、孕穗期、開花期和花后15天LAI、生物量、葉片含氮量、SPAD等關(guān)鍵長勢參數(shù)數(shù)據(jù)，由對應(yīng)的環(huán)境減災(zāi)衛(wèi)星HJ-1A/1B影像提取相應(yīng)的遙感變量，并對其進行四類不同組合，對這些遙感變量及其組合與農(nóng)學數(shù)據(jù)進行分析，建立更優(yōu)的小麥關(guān)鍵長勢參數(shù)遙感監(jiān)測模型，并對模型

2、進行評價。探討不同遙感變量組合模式對小麥關(guān)鍵長勢參數(shù)遙感監(jiān)測的可行性，主要研究結(jié)果如下:
　　(1)分析小麥關(guān)鍵生育期長勢參數(shù)與遙感變量及其差值組合之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)拔節(jié)期利用遙感變量差值組合來監(jiān)測相應(yīng)的LAI、SPAD和LNC(％)是可行的且優(yōu)于利用單個變量監(jiān)測。其中LAI與差值組合B-C、SPAD與差值組合A-D和LNC(％)與差值組合C-D的監(jiān)測模型相比較它們與單個變量監(jiān)測模型的精度分別提高了16.5％、13.8％和16.5％

3、。孕穗期利用遙感變量差值組合來監(jiān)測相應(yīng)的LAI、SPAD和LNC(％)是可行的且優(yōu)于利用單個變量監(jiān)測。其中LAI與差值組合C-D、SPAD與差值組合B-D、LNC(％)與差值組合B-D的監(jiān)測模型相比較它們與單個變量監(jiān)測模型的精度分別提高了31.6％、17.7％和6.5％。開花期利用遙感變量差值組合來監(jiān)測相應(yīng)的LAI、SPAD、LNC(％)和生物量是可行的且優(yōu)于利用單個變量監(jiān)測，其中LAI與差值組合A-C、SPAD與差值組合A-B、生物量

4、與差值組合B-C和LNC(％)與差值組合A-B的監(jiān)測模型相比較它們與單個變量監(jiān)測模型的精度分別提高了6.8％、17％、41％和31.8％?；ê?5天利用遙感變量差值組合來監(jiān)測相應(yīng)的LAI、SPAD和生物量是可行的且優(yōu)于利用單個變量監(jiān)測。其中LAI與差值組合B-F、SPAD與差值組合A-B和生物量與差值組合E-F的監(jiān)測模型相比較他們與單個變量監(jiān)測模型的精度分別提高了14.6％、15.9％和43.6％。
　　(2)分析小麥關(guān)鍵生育期長

5、勢參數(shù)與遙感變量及其比值組合之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)拔節(jié)期利用遙感變量比值組合來監(jiān)測相應(yīng)的LAI、SPAD和LNC(％)是可行的且優(yōu)于利用單個變量監(jiān)測。其中LAI與比值組合C/F、SPAD與比值組合D/F和LNC(％)與比值組合E/F的監(jiān)測模型相比較它們與單個變量監(jiān)測模型的精度分別提高了25.3％、7.98％和43.5％。孕穗期利用遙感變量比值組合來監(jiān)測相應(yīng)的LAI、SPAD和LNC(％)是可行的，且LAI和SPAD的比值組合監(jiān)測模型要優(yōu)于單個

6、變量監(jiān)測模型。其中LAI與比值組合D/F和SPAD與比值組合D/F的監(jiān)測模型相比較單個變量監(jiān)測模型精度提高了26.8％和15％;LNC(％)與比值組合C/D的監(jiān)測模型相比較單個變量監(jiān)測模型精度降低了4.1％。開花期利用遙感變量比值組合來監(jiān)測相應(yīng)的LAI、SPAD和LNC(％)是可行的，且LAI和生物量的比值組合監(jiān)測模型要優(yōu)于單個變量監(jiān)測模型。其中LAI與比值組合B/C、生物量與比值組合D/F和LNC(％)與比值組合D/F的監(jiān)測模型相比較

7、單個變量監(jiān)測模型精度提高了24.4％、41.8％和1.9％; SPAD與比值組合D/E的監(jiān)測模型相比較單個變量監(jiān)測模型精度降低了16.5％?；ê?5天利用遙感變量比值組合來監(jiān)測相應(yīng)的LAI、SPAD和生物量是可行的且優(yōu)于利用單個變量監(jiān)測。其中LAI與比值組合A/F、SPAD與比值組合A/F和生物量與比值組合A/E的監(jiān)測模型相比較單個變量監(jiān)測模型的精度分別提高了20.2％、32.4％和37.5％。
　　(3)分析小麥關(guān)鍵生育期長勢參

8、數(shù)與遙感變量及其歸一化組合之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)拔節(jié)期利用遙感變量歸一化組合來監(jiān)測相應(yīng)的LAI、SPAD和LNC(％)是可行的且優(yōu)于利用單個變量監(jiān)測。其中LAI與歸一化組合(C-F)/(C+F)、SPAD與歸一化組合(D-F)/(D+F)和LNC(％)與歸一化組合(A-F)/(A+F)的監(jiān)測模型相比較單個變量監(jiān)測模型的精度分別提高了35.2％、40.2％和34.8％;孕穗期利用遙感變量歸一化組合來監(jiān)測相應(yīng)的SPAD、LAI、LNC(％)和生物

9、量是可行的且要優(yōu)于利用單個遙感變量。其中LAI與歸一化組合(D-F)/(D+F)、SPAD與歸一化組合(B-D)/(B+D)、LNC(％)與歸一化組合(A-D)/(A+D)和生物量與歸一化組合(A-F)/(A+F)的監(jiān)測模型相比較單個變量監(jiān)測模型的精度分別提高了61.9％、11.2％、26.9％和35.6％;開花期利用遙感變量歸一化組合來監(jiān)測相應(yīng)的SPAD、LAI、生物量和LNC(％)是可行的且除了SPAD，其他三個長勢參數(shù)監(jiān)測模型要優(yōu)

10、于利用單個遙感變量的監(jiān)測模型。其中LAI與歸一化組合(B-C)/(B+C)、生物量與歸一化組合(C-D)/(C+D)和LNC(％)與歸一化組合(C-D)/(C+D)的監(jiān)測模型相比較單個變量監(jiān)測模型的精度分別提高了35.1％、38.4％和9.4％，SPAD與歸一化組合(D-E)/(D+E)的監(jiān)測模型相比較單個變量監(jiān)測模型精度降低了12.4％;花后15天利用遙感變量歸一化組合來監(jiān)測相應(yīng)的SPAD、LAI和LNC(％)是可行的，且SPAD和L

11、AI的歸一化組合監(jiān)測模型要優(yōu)于單個遙感變量監(jiān)測模型。其中LAI與歸一化組合(C-F)/(C+F)和SPAD與歸一化組合(A-F)/(A+F)的監(jiān)測模型相比較單個變量監(jiān)測模型精度提高了22.5％和21.3％;LNC(％)與歸一化組合(D-E)/(D+E)的監(jiān)測模型相比較單個變量監(jiān)測模型精度降低了15.6％。
　　(4)分析拔節(jié)期—孕穗期和孕穗期—開花期小麥關(guān)鍵長勢參數(shù)差值與相鄰時期同一遙感變量差值組合之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)拔節(jié)期—孕穗期利

12、用相鄰時期同一遙感變量差值組合來監(jiān)測相應(yīng)的主要長勢參數(shù)差值是可行的。其中LAI差值與GNDVI（孕穗—拔節(jié)）的相關(guān)性較好(r=0.787)，模型評價的R2和RMSE值分別為0.76和0.58，較為理想;SPAD差值與NDVI（孕穗—拔節(jié)）的相關(guān)性也較好(r=0.860)，模型評價的R2和RMSE值分別為0.82和4.45，較為理想;LNC(％)差值與RVI（孕穗—拔節(jié)）的相關(guān)性也較好(r=-0.849)，模型評價的R2和RMSE值分別為

13、0.79和0.77，較為理想;生物量差值與SIPI（孕穗—拔節(jié)）的相關(guān)性也較好(r=0.854)，模型評價的R2和RMSE值分別為0.82和4300.92，較為理想。孕穗期—開花期利用同一遙感變量差值組合NDVI（開花—孕穗）來監(jiān)測SPAD和LNC(％)的差值是可行的。其中SPAD差值與NDVI（開花—孕穗）的相關(guān)性較好(r=-0.831)，模型評價的R2和RMSE值分別為0.80和3.66，較為理想;LNC(％)差值與NDVI（開花—