基于高光譜的稻麥葉面積指數(shù)監(jiān)測(cè)研究.pdf

1、作物葉面積指數(shù)的無(wú)損監(jiān)測(cè)對(duì)氮肥精確管理具有重要意義?；诟吖庾V技術(shù)的作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)為作物長(zhǎng)勢(shì)信息的準(zhǔn)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(yàn)為基礎(chǔ)，對(duì)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(jìn)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?xiàng)l件下稻麥葉面積指數(shù)的共性光譜特征，建立準(zhǔn)確、可靠的葉面積監(jiān)測(cè)模型，為便攜式稻麥監(jiān)測(cè)儀的研制提供技術(shù)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(shì)基礎(chǔ)上，綜合光譜分析技術(shù)、作物生長(zhǎng)原理與統(tǒng)計(jì)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(guān)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(gòu)建基于植被指數(shù)的稻麥冠層葉面積指數(shù)監(jiān)測(cè)模型。結(jié)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(cè)植被指數(shù)，在對(duì)水稻葉面積指數(shù)擬合中，決定系數(shù)達(dá)到0.794，對(duì)小麥葉面積指數(shù)決定系數(shù)達(dá)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(cè)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(duì)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(shí)候，DVI(R733，R930)為最佳監(jiān)測(cè)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(yàn)精度分別為0.628和0.584，RMSE為分別1.271和1.17。在以上計(jì)算中，720～750nm與790～950nm范圍為監(jiān)測(cè)稻麥葉面積指數(shù)的共性范圍。
　　進(jìn)一步分析小波方法在監(jiān)測(cè)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(jié)果顯示:不同小

5、波函數(shù)與稻麥葉面積指數(shù)擬合結(jié)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(guò)程中，效果均好于其他小波系數(shù)。在抽穗前，對(duì)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.