基于冠層光譜的棉花單產(chǎn)估算模型的研究.pdf

1、高光譜遙感能在特定光譜范圍內(nèi)以高光譜分辨率同時(shí)獲取連續(xù)的地物光譜曲線，從而可以構(gòu)成獨(dú)特的超多維光譜空間，使得遙感應(yīng)用著重于在光譜維上進(jìn)行空間信息展開，獲得目標(biāo)物更多的光譜信息，為定量分析地球表面生物物理、生物化學(xué)過程提供參數(shù)和依據(jù)。高光譜遙感具有光譜分辨率高(一般＜10nm)，波段連續(xù)性強(qiáng)在400-2500nm范圍內(nèi)有幾百個(gè)、上千個(gè)波段)、光譜信息量大等特點(diǎn)，其分辨率低于一般地表物質(zhì)的半吸收寬度(約20-40nm)。因此，高光譜遙感所獲

2、得的數(shù)據(jù)和圖像能以足夠的光譜分辨率區(qū)分那些具有診斷性光譜特征的地表物質(zhì)。使得高光譜遙感具有廣闊的應(yīng)用前景。 本研究主要探討棉花產(chǎn)量形成關(guān)鍵時(shí)期——盛蕾期至吐絮期冠層反射光譜特征，采用兩類分析方法，一是通過多元統(tǒng)計(jì)和逐步回歸分析方法建立觀測(cè)光譜數(shù)據(jù)或由此衍生的植被指數(shù)與棉花單位面積產(chǎn)量之間的關(guān)系；二是基于棉花觀測(cè)光譜變量的分析技術(shù)。篩選出了能較好地估測(cè)棉花產(chǎn)量的光譜變量和農(nóng)學(xué)參數(shù)，說明利用高光譜遙感技術(shù)能夠提取作物產(chǎn)量的信息狀況。

3、研究結(jié)果如下： 1、建立了棉花單時(shí)相光譜估產(chǎn)模型，篩選出抗大氣植被指數(shù)VARI_700為最佳光譜估產(chǎn)變量。棉花最佳單時(shí)相光譜估產(chǎn)模型主要以一元二次方程和一元三次方程的擬合度較好。 2、建立了棉花多時(shí)相光譜估產(chǎn)模型，兩個(gè)生育期復(fù)合光譜估產(chǎn)模型中以盛蕾期和吐絮期組合的估產(chǎn)模型精度較高；三個(gè)生育期復(fù)合光譜估產(chǎn)模型中以盛蕾期、盛鈴期和吐絮期組合的估產(chǎn)模型精度較高；四個(gè)生育期復(fù)合光譜估產(chǎn)模型的精度最高。 3、篩選出各生育時(shí)

4、期與主要農(nóng)學(xué)參數(shù)最相關(guān)的光譜變量，建立主要農(nóng)學(xué)參數(shù)的五種回歸模型并進(jìn)行精度分析得到，葉面積指數(shù)(LAI)與產(chǎn)量以一元二次方程擬合度最好，以盛花期葉面積指數(shù)(LAI)與產(chǎn)量的一元二次方程擬合度最高；鮮葉葉綠素含量(Chl)與產(chǎn)量以指數(shù)方程的擬合度最好，以盛鈴期鮮葉葉綠素含量(Chl)與產(chǎn)量的指數(shù)方程擬合度最高；單株鮮生物量(WM)與產(chǎn)量以指數(shù)方程擬合度最好，以盛鈴期單株鮮生物量(WM)與產(chǎn)量的指數(shù)方程擬合度最高。三種農(nóng)學(xué)參數(shù)估算產(chǎn)量的模型

5、中，以盛鈴期單株鮮生物量(WM)與產(chǎn)量的指數(shù)方程估產(chǎn)模型的擬合度最好。 4、構(gòu)建了復(fù)合光譜估產(chǎn)模型。篩選出棉花葉面積指數(shù)(LAI)、單株鮮生物量(WM)和鮮葉葉綠素含量(Chl)為復(fù)合光譜估產(chǎn)模型的主要農(nóng)學(xué)參數(shù)。尤以棉花單株鮮生物量(WM)與產(chǎn)量的相關(guān)性最好。 5、在四種復(fù)合光譜估產(chǎn)模型中，均以四個(gè)生育期組合的復(fù)合光譜估產(chǎn)模型的精度最好。光譜變量—單株鮮生物量(WM)—產(chǎn)量復(fù)合估產(chǎn)模型精度最好，光譜變量—葉面積指數(shù)(LA