基于地面高光譜遙感的南方人工林主要病害監(jiān)測研究.pdf

1、本研究以不同健康狀況的南方人工林--杉木、馬尾松和油茶為研究對象，通過對杉木炭疽病、馬尾松赤枯病和油茶炭疽病病情的實地調(diào)查，使用美國ASD公司生產(chǎn)的手持式野外光譜輻射儀測定其相應冠層的光譜反射率，并測定其相應冠層葉片的葉綠素含量。首先將光譜數(shù)據(jù)進行一階微分與滑動平均濾波相結(jié)合的預處理；然后通過分析受害林木冠層原始光譜、一階微分光譜與病情和葉綠素含量數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性提取光譜紅邊特征參數(shù)；再采用曲線擬合和多元統(tǒng)計分析技術(shù)等方法分析紅邊特征參

2、數(shù)與相應的病情和葉綠素含量數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，分別建立相應的病情和葉綠素含量反演模型，同時探討了利用地面高光譜數(shù)據(jù)結(jié)合主成分分析(PCA)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法構(gòu)建炭疽病脅迫下油茶冠層葉片葉綠素含量的預測模型，并使用相關(guān)系數(shù)(r)和均方根誤差(RMSE)對不同建模方法(或參數(shù))的預測結(jié)果進行綜合評價。結(jié)果表明：
　　 (1)杉木、馬尾松和油茶冠層微分光譜相比其原始光譜均更能有效地反應其病情和葉綠素含量變化，且從紅光過渡到近紅外區(qū)域的“紅

3、邊”是描述林木健康狀況的重要指示波段。
　　 (2)當林木受病害脅迫時，隨著病情的加重其葉綠素含量逐漸降低，從而造成在紅光區(qū)域由于葉綠素強吸收而形成的“紅谷”隨著病情的加重逐漸消失；同時，紅邊位置隨病情的加重而依次發(fā)生“藍移”，紅邊斜率逐漸減小。
　　 (3)油茶冠層微分光譜在紅邊區(qū)域與病情和葉綠素含量的相關(guān)性主要集中在670～720 nm左右的范圍，相比杉木和馬尾松其敏感波段向短波方向移動了近30 nm；且從模型的反演

4、精度來看，以紅邊特征參數(shù)作為輸入變量建立的病情和葉綠素含量多元逐步回歸模型的預測能力均低于杉木和馬尾松。
　　 (4)紅邊特征參數(shù)對杉木和馬尾松病情和葉綠素含量變化具有較好的指示作用，以其建立的多元逐步回歸模型預測精度較高，可作為優(yōu)選的一種模型；綜合相關(guān)系數(shù)分析法和PCA光譜數(shù)據(jù)降維技術(shù)建立的炭疽病脅迫下油茶冠層葉片葉綠素含量人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型比傳統(tǒng)的一元線性和多元線性回歸模型預測精度更高，是一種優(yōu)選的建模方法。
　　 本