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[期刊] 中国农业科学
[作者]
卢艳丽 王纪华 李少昆 谢瑞芝 高世菊 马达灵
选择株型差异较大的冬小麦品种,并通过部分品种不同密度试验,分析了冠层结构的两个重要指标叶向值(LOV)与叶面积指数(LAI)与光谱特征参量的关系,同时对20个不同处理进行了聚类分析。结果表明,不同生育阶段株型指标LOV和群体大小指标LAI对光谱的贡献是不同的,前期(以拔节期为主)LOV对光谱的影响要大些,后期主要受LAI的影响;对拔节期包括品种和密度在内的共20个处理进行聚类分析,划分了株型和群体大小的不同组合4个(A-株型直立,群体较小;B-株型直立,群体较大;C-株型披散,群体较小;D-株型披散,群体较大);拔节期不同类组冠层光谱反射率在400～700nm范围内反射率由高到低的顺序为A>B...
关键词：
冬小麦 株型 冠层结构 高光谱
[期刊] 中国农业科学
[作者]
孙乾 顾晓鹤 孙林 王淼 周龙飞 杨贵军 李卫国 束美艳
【目的】寻找快速、无损地诊断冠层含水量的方法,对冬小麦长势监测、旱情评估及变量灌溉提供技术支持。【方法】基于田间变量灌溉试验,分析生育期、灌溉量对冬小麦冠层含水量的影响,解析冠层光谱对不同灌溉处理下冠层含水量的响应规律,以冠层等效水厚度(EWTc)为表征指标,基于连续小波变换(CWT)技术,构建冬小麦冠层等效水厚度光谱诊断模型,利用独立样本验证模型精度。【结果】冬小麦冠层等效水厚度在生育后期均随着灌溉量的增多而增加,并随着生育进程的推进而减少;冬小麦冠层光谱反射率随着生育进程的推进而降低,在近红外和中红外波段冠层光谱反射率均表现为1水>0.5水>0水;与原始冠层光谱反射率相比,经连续小波变换后的小波系数与冠层等效水厚度相关性在第1、2、3、5、6、7分解尺度均有不同程度的提高,提高幅度在8.40%—26.20%;以第6尺度2 400 nm、第2尺度1 596 nm和第7尺度2 397 nm构建的冠层等效水厚度光谱诊断模型稳定性和精度较好,验证样本决定系数R~2为0.5411,RMSE为0.0127 cm。【结论】冬小麦冠层含水量随着灌溉时间与灌溉量发生规律性变化,在水分敏感波段范围内呈现明显的光谱响应特征,连续小波变换技术可以有效提高冠层光谱特征参量与冠层等效水厚度的相关性,实现冬小麦冠层含水量光谱诊断,可以为冬小麦田间变量灌溉决策提供技术支持。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王晓星 常庆瑞 刘梦云 刘秀英 尚艳
【目的】利用高光谱数据对抽穗期冬小麦冠层叶绿素含量进行估测，旨在为叶绿素含量快速准确估测提供参考。【方法】利用ＡＳＤ便携式野外光谱仪和ＳＰＡＤ－５０２叶绿素仪实测了冬小麦抽穗期冠层光谱反射率及叶绿素含量，并对原始光谱反射率及其一阶导数光谱与叶绿素相对含量进行了相关分析，建立了基于敏感波段、红边位置、原始光谱峰度和偏度、一阶导数光谱峰度和偏度的叶绿素估算模型，并进行检验，从中筛选出精度最高的模型。【结果】冬小麦冠层光谱曲线特征与叶绿素含量之间有着密切联系。基于原始光谱一阶导数偏度和峰度的冬小麦（抽穗期）叶绿素含量估算模型拟合精度优于其他４种估算模型，决定系数Ｒ２分别为０．８４７和０．５７２，均方．．．
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
夏天 吴文斌 周清波 陈仲新 周勇
叶绿素(SPAD)是重要的植被生物参量。针对传统的SPAD监测方法效率低的问题,该研究探讨了利用高光谱遥感技术构建SPAD估算模型,实现大范围的冬小麦叶绿素快速无损检测和预测。首先,选取我国江汉平原的湖北省潜江市后湖管理区和黄淮海平原的山东省济南市长清区作为研究区域,分别采集冬小麦生育期的冠层反射光谱和倒二叶片SPAD数据。方差分析发现,两个地区冬小麦SPAD在各生育期存在显著差异。之后,选取和计算RVI、DVI、NDVI和GRVI四种植被指数,利用回归模型建立了不同地区的冬小麦叶片SPAD测算模型。模型精度检验表明,NDVI估算模型对两个样区的冬小麦叶片SPAD的总体估算效果较好,满足精度要...
[期刊] 中国农业科学
[作者]
肖春华 李少昆 王克如 卢艳丽 柏军华 谢瑞芝 高世菊 李晓君 谭海珍
【目的】对不同株型小麦冠层叶片垂直分布的方向光谱响应进行研究,探索精确描述小麦冠层空间信息的途径,为农田作物快速、无损的光谱监测提供新的理论与技术。【方法】以2个株型不同的小麦品种为材料,采用自下向上分层切片方法,分析冠层不同部位叶片对冠层方向光谱的影响。【结果】去除不同叶位叶片后,小麦冠层光谱在300～700,800～1300,1400～1800nm波段差别明显;不同观测角度中,与传统90°视角获得反射信息比较,30°和60°视角反射光谱包含较多下部叶片信息,下部叶片对冠层光谱反射率贡献较大,0°视角反射光谱包含较多上部叶片信息,上部叶片对冠层光谱反射率贡献较大;小麦冠层的穗层和倒1叶对方向...
关键词：
小麦冠层 叶片 垂直分布 方向光谱
[期刊] 中国农业科学
[作者]
赵春江 黄文江 王纪华 杨敏华 薛绪掌
通过对冬小麦不同生育时期红边参数变化规律的研究表明 ,小麦进入起身期后 ,伴随着植株旺盛生长和群体的不断扩大 ,红边的位置呈逐渐偏向长波方向的“红移” ,到抽穗期群体稳定后红移也停止。从灌浆期开始 ,随着个体衰老和群体减弱 ,红边位置又呈偏向短波的“蓝移”现象。叶片全氮含量 (LTN)与红边振幅 (dλred)及近红外平台振幅 (dλNIRP)间在全生育期均呈现正相关趋势 ,且相关程度随生育进展而不断增强 ;叶绿素a +b总量 (TChl)与红边振幅间 ,在起身期至拔节期为负相关 ,在抽穗期至乳熟期为正相关。TChl与近红外平台振幅间呈现正相关趋势 ,且相关程度随生育进展而不断增强 ;叶面积指...
关键词：
冬小麦 光谱 红边参数 肥水
[期刊] 中国农业科学
[作者]
费帅鹏 禹小龙 兰铭 李雷 夏先春 何中虎 肖永贵
【目的】利用2种灌溉处理下不同发育阶段的冬小麦冠层高光谱信息,通过机器学习方法对小麦籽粒产量进行估测精度研究,明确产量最佳估测模型,对于育种工作有着重要应用价值。【方法】以黄淮麦区207个主栽小麦品种为材料,于2018—2019和2019—2020年度连续2个生长季在河南省新乡基地的正常灌溉和节水处理下种植,并调查开花期、灌浆前期和灌浆中期的冠层高光谱数据,分别以6种机器学习方法和集成方法建立光谱指数产量估测模型。【结果】2种灌溉处理下,3个生育期各光谱指数均与产量呈极显著相关(P
关键词：
冬小麦 产量 高光谱 集成方法 机器学习
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
蒋金豹 陈云浩 黄文江 李京
通过人工田间诱发不同等级小麦条锈病,在不同生育期测定染病冬小麦冠层光谱及其病情指数(DI)。把冠层光谱一阶微分数据与相应的DI进行相关分析,采用单变量线性和非线性回归技术,建立小麦DI的估测模型,并利用不同品种小麦样本对模型精度进行可靠性检验。结果表明:DI与一阶微分在432~582 nm、637~701 nm以及715~765 nm区域内有极显著相关性,以红边峰值区(725~735 nm)一阶微分总和与绿边峰值区(521~530 nm)一阶微分总和的比值为变量的线性模型估测DI精度最高,且其对小麦品种相对不敏感。上述研究结果对利用高光谱遥感监测农作物病害及其严重程度都具有实际应用价值。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
夏天 周勇 周清波 吴文斌
冬小麦SPAD(Soil and Plant Analyzer Development)是评价其健康状况的重要农学参数,传统监测方法效率较低,旨在将田间监测和遥感技术相结合,探讨我国江汉平原地区冬小麦SPAD的遥感监测方法。研究选取湖北省潜江市后湖管理区为研究区域,利用ASD Fieldspec 3地物光谱仪和SPAD-502叶绿素仪在田间采集冬小麦冠层光谱和叶片SPAD,选取4种植被指数与叶片SPAD进行回归分析并构建预测模型。经模型精度检验,NDVI较适合对该地区冬小麦SPAD反演。然后将NDVI-SPAD反演模型与HJ-1卫星影像相结合,进行研究区域的冬小麦SPAD反演,通过比较HJ-1...
[期刊] 资源科学
[作者]
王静 郭铌 王小平 邓超平 郭海英 张谋草 王银珍
本文研究了黄土高原半湿润代表区甘肃省庆阳市西峰区冬小麦主要生育期(返青-抽穗)冠层反射光谱与反映长势的指标覆盖度及叶面积指数间的关系。结果表明,冬小麦覆盖度及叶面积指数同450nm、550nm、650nm1、650nm波段反射率呈负相关关系,同850nm波段反射率呈正相关关系。起身前,冬小麦长势指标覆盖度及叶面积指数同各波段反射率相关关系大多不显著。起身以后,冬小麦覆盖度和叶面积指数与各波段反射率呈极显著相关关系。另外,为了更好的监测冬小麦长势,研究了8个常用的植被指数同冬小麦长势间的相关关系,这8个植被指数在起身后同冬小麦覆盖度及叶面积指数间存在着极显著的相关关系。并且,利用这8个植被指数建...
关键词：
冬小麦 反射光谱 长势 植被指数 相关性
[期刊] 中国农业科学
[作者]
束美艳 顾晓鹤 孙林 朱金山 杨贵军 王延仓 张丽妍
【目的】本研究旨在分析冠层叶片水分含量对作物冠层光谱的影响,构建新型光谱指数来提高作物叶面积指数高光谱反演的精度。【方法】在冬小麦水肥交叉试验的支持下,分析不同筋性品种、施氮量、灌溉量处理下的冬小麦叶面积指数冠层光谱响应特征,并分析标准化差分红边指数(NDRE)、水分敏感指数(WI)与叶面积指数的相关性,据此构建一个新型的植被指数——红边抗水植被指数(red-edge resistance water vegetable index,RRWVI)。选取常用的植被指数作为参照,分析RRWVI对于冬小麦多个关键生育期叶面积指数的诊断能力,随机选取约2/3的实测样本建立基于各种植被指数的叶面积指数高光谱响应模型,未参与建模的样本用于评价模型精度。【结果】研究结果表明,随着生育期的推进,冬小麦的叶面积指数呈先增加后降低的变化趋势,不同的水肥处理对冬小麦叶面积指数具有较大影响。开花期之后冬小麦LAI显著下降,强筋小麦(藁优2018)在整个生育期叶面积指数均高于中筋小麦(济麦22);不同氮水平下冬小麦冠层光谱反射率在近红外波段(720—1 350 nm)随着施氮量的增加而增大,与氮肥梯度完全一致,其中2倍氮肥处理的近红外反射率达到最高;不同生育期下冬小麦冠层光谱反射率变化波形大体一致;各个关键生育期的NDRE和WI均存在较高的相关性,而NDRE与LAI的相关性明显优于WI,新构建的植被指数RRWVI与LAI的相关性均优于NDRE、WI;虽然8个常用的植被指数均与LAI存在显著相关,但RRWVI与LAI相关性达到最大,其拟合曲线的决定系数R2为0.86。【结论】通过分析各种指数所构建的冬小麦叶面积指数高光谱反演模型,新构建的RRWVI取得了比NDRE、NDVI等常用植被指数更为可靠的反演效果,说明本研究新构建的红边抗水植被指数可有效提高冬小麦叶面积指数的精度。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
胡祖庆1 亢菊侠2 罗 晨1 胡想顺1 张改生3 赵惠燕1
为构建不同小麦品种基于冠层光谱参数的麦长管蚜百株蚜量预测模型,采用便携式野外光谱仪测定不同百株蚜量下3个小麦品种1376、Amigo和小偃-22的冠层高光谱反射率,并对冠层反射与百株蚜量进行了相关和回归分析。结果表明,在400—900 nm波段内,随着百株蚜量的增加,3个小麦品种冠层光波反射率下降,且部分波段内达到极显著水平(P < 0.01);选择可见光波段的405 nm、近红外波段的835 nm作为3个小麦品种共有的特征波长点,构建出的3个小麦品种的百株蚜量预测模型的显著性均达到极显著水平(P < 0.01),且3个小麦品种上405 nm波长点模型均优于835 nm波长点。因此,利用高光谱...
关键词：
麦长管蚜 小麦品种 光谱测量 预测模型
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
胡祖庆 亢菊侠 罗晨 胡想顺 张改生 赵惠燕
[目的]构建不同小麦品种基于冠层光谱参数的麦长管蚜百株蚜量预测模型。[方法]采用便携式野外光谱仪测定不同百株蚜量下3个小麦品种‘1376’‘Amigo’和‘小偃-22’的冠层高光谱反射率,并对冠层反射率与百株蚜量进行了相关和回归分析。[结果]在400~900nm波段内,随着百株蚜量的增加,3个小麦品种冠层光波反射率下降,且部分波段内达到极显著水平(P<0.01);选择可见光波段的405nm、近红外波段的835nm作为3个小麦品种共有的特征波长点,构建出的3个小麦品种的百株蚜量预测模型的显著性均达到极显著水平(P<0.01),且3个小麦品种405nm波长点模型均优于835nm波长点。[结论]利用...
关键词：
麦长管蚜 小麦品种 光谱测量 预测模型
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
尚艳 常庆瑞 刘秀英 王晓星 田明璐
【目的】分析不同生育期及整个生育期小麦叶片氮含量（ＬＮＣ）与冠层光谱反射特征的关系，以实现对田间小麦活体氮素营养状况的监测，为小麦叶片氮素状况的精确诊断提供依据。【方法】以位于陕西关中地区杨凌揉谷镇、扶风马席村和巨良农场的３个小麦试验田为研究对象，测定不同长势及生育期小麦ＬＮＣ及冠层光谱反射率，分析不同长势下小麦ＬＮＣ和反射率的变化，并研究氮含量与冠层光谱反射率的相关性，以及小麦ＬＮＣ与比值植被指数（ＲＶＩ）、归一化植被指数（ＮＤＶＩ）的相关性，建立小麦ＬＮＣ的敏感波段及光谱监测模型。【结果】在同一生育期，长势差的小麦叶片氮含量较低，长势较好的叶片氮含量高。与单波段相比，组合波段构成的植被指数．．．
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
吴尚蓉 刘佳 王利民 李宗南
倒伏作物产量评估是作物倒伏灾害综合评估中的一项重要指标。针对传统倒伏作物产量评估方法的不足,该文提出了一种基于图像处理技术和光谱分析技术的倒伏冬小麦估产方法。研究首先通过冬小麦倒伏模拟试验,人工造成冬小麦倒伏,采集不同倒伏等级冬小麦RGB图像数据、冠层光谱反射率数据,并测量倒伏冬小麦产量。然后,通过RGB图像获得颜色、纹理特征,通过光谱反射率获得光谱吸收、红边和植被指数特征,取与倒伏冬小麦产量最为相关的23个特征量作为产量预测模型的输入变量。最后,使用粒子群算法优化径向基权值并建立估产模型,通过三个倒伏时期的光谱和图像指标估算倒伏冬小麦产量。结果表明,模型估算精度为98.2%,该模型能满足非接...
关键词：
冬小麦 倒伏 图像 高光谱 估产
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