基于高光谱的夏玉米冠层SPAD值监测研究

被引：15

作者：

刘露 ^{[1
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彭致功 ^{[2
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张宝忠 ^{[2
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韩玉国 ^{[1
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魏征 ^{[2
]}

韩娜娜 ^{[2
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机构：

[1] 北京林业大学水土保持学院

[2] 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室

来源：

水土保持学报 | 2019年 / 01期

基金：

国家重点研发计划;

关键词：

夏玉米; 高光谱; 冠层SPAD值; 敏感波段; 光谱指数模型;

D O I：

10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.055

中图分类号：

S513 [玉米（玉蜀黍）];

学科分类号：

0901 ;

摘要：

开展夏玉米冠层SPAD值监测技术研究,建立叶绿素含量与敏感波段、光谱指数间的定量关系模型,以促进高光谱技术在玉米快速、无损长势监测及水肥精准管理的应用。以小型蒸渗仪夏玉米光谱反射率与植株冠层SPAD值的监测为基础,研究了夏玉米植株冠层光谱信息与SPAD值的响应关系,并优选出监测夏玉米冠层SPAD值的敏感波段与最优光谱指数。结果表明:夏玉米冠层光谱反射率在可见光波段随玉米冠层SPAD值增加而下降,在近红外波段却与之相反;采用原始光谱反射率、一阶微分光谱监测夏玉米冠层SPAD值的最敏感波段分别为700,690nm,与SPAD值的相关性分别为-0.498(p<0.05)和-0.538(p<0.01);而根据多元逐步回归分析获得的最优波段组合由405,408,700nm波段构成;从已报道的73个光谱指数中筛选出与夏玉米冠层SPAD值相关性较高的(SDr-SDb)/(SDr+SDb)、MCARI∥OSAVI、TCARI/OSAVI、SDr/SDb和MTCI等5个光谱指数,光谱指数(SDr-SDb)/(SDr+SDb)与SPAD值的相关性在各生育期均达极显著正相关,且在全生育期相关系数高达0.697(p<0.01),进一步优选出监测夏玉米冠层SPAD值最适宜的光谱指数为(SDr-SDb)/(SDr+SDb);在基于敏感波段、光谱指数和最优波段组合建立的夏玉米SPAD值的回归模型中,按照模拟效果由高到低排序依次为最优波段组合、光谱指数、原始光谱反射率、一阶微分光谱,其决定系数分别为0.777,0.539,0.351,0.282;推荐以(SDr-SDb)/(SDr+SDb)指数构建的二次多项式模型与基于405,408,700nm波段组合建立的线性回归监测模型作为夏玉米植株冠层SPAD值光谱监测适宜模型,且R2大于0.539,RMSE及MAE分别小于6.194和4.702。

引用

页码：353 / 360

页数：8

共 20 条

[1] 华北典型区冬小麦区域耗水模拟与灌溉制度优化 [J].