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[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
黄山 杨峰 张勇 王锐 邓俊才 雍太文 刘卫国 杨文钰
【目的】利用高光谱数据构建一种适合于净作和套作群体的大豆叶绿素密度光谱估测通用模型，为监测以叶绿素密度为参数的净、套作大豆长势提供支撑。【方法】以南豆１２为供试大豆品种，设计净作和套作２种种植模式，测定净、套作下大豆不同生育时期叶绿素密度及其冠层光谱特征，对通过原始、全波段导数光谱和多波段组合计算的植被指数与叶绿素密度进行相关性分析，比较不同高光谱特征参数与叶绿素密度之间的关系，借助高光谱遥感分析方法构建适合于净、套作下大豆叶绿素密度的估测模型。【结果】净作和套作大豆叶绿素密度在整个生育期呈先上升后下降的单峰曲线，在结荚期达到最大值，其中净作比套作平均高５．５％。同样，大豆冠层光谱反射率在近红．．．
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
陈书琳 毕银丽 齐礼帅 冯颜博 张延旭 王瑾
为更好地指导矿区进行受损土地的微生物复垦,减少传统监测方法对植物的损害,需要运用快速有效的方法来监测菌根作用下植物的生长状况。对不同生长期的大豆叶片光谱、叶绿素含量、菌根侵染率和菌丝密度测定分析,结果表明:各生长期接菌组叶绿素含量均高于同期对照,其叶绿素含量与侵染率间具有显著正相关性,且叶片光谱反射率在550nm处显著低于对照组。同时根据叶片光谱可见光区域叶绿素敏感波段选择植被指数,然后建立以植被指数为变量的线性模型反演叶绿素含量,结果发现植被指数MCARI反演叶绿素含量的精度及稳定性(R2=0.67)都优于其他指数,其线性模型反演绝对误差为2.504,相对误差为6.57%。该研究结果说明高光...
[期刊] 西南农业学报
[作者]
王竹 杨继芝 杨文钰
在"麦/玉/豆"套作模式下研究了玉米不同播期和密度对后作大豆茎叶形态及产量的影响。结果表明,玉米适期早播,产量提高,收获提前,缩短了与大豆的共生期,保证了大豆生长期间适宜的株高、较大的茎粗和理想的叶面积指数和比叶重,利于大豆产量的形成。玉米不同密度对大豆茎叶形态的影响主要体现在玉米收获前,后期影响效应无显著差异,但大豆在玉米高密度下的产量显著低于在玉米中、低密度下的产量;玉米产量则是以中密度下的产量最高。因此,考虑玉米和大豆的综合效益,本实验得出的最优组合为玉米3月21日播种,密度为5.25万株·hm-2。
关键词：
套作 玉米 大豆 形态 产量
[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] 中南林业科技大学学报
[作者]
尹世逵 冯国红 李春旭 赵婧含 孟永斌 王晨 李耀翔
【目的】木材基本密度在木材质量等级评定中具有重要作用,是木材分流及精细化利用的重要依据。【方法】以东北林区典型针叶树种为研究对象,结合近红外光谱技术,构建红松、落叶松、云冷杉木材基本密度近红外估测模型,分析比较了不同波段优选算法并进行了模型优化。研究采用竞争性自适应重加权法(CARS)、无信息变量消除法(UVE)和间隔偏最小二乘法(iPLS)对木材近红外光谱波段进行优化,基于卷积平滑算法对近红外光谱数据进行预处理,结合偏最小二乘法(PLS)建立针叶木材基本密度估测模型。依据相关系数(R)、均方根误差(RMSEC)等模型参数对模型效果进行评价,对比分析确定最佳波段优选方法,得到最优针叶木材基本密度近红外估测模型。【结果】利用CARS、UVE、i PLS的波段优化方法对近红外光谱波段的筛选,可以起到优化针叶木材基本密度模型的作用,减少参与建模的近红外光谱的波段变量数,明显提升模型的运算速度,使得模型准确度更高、稳定性更好;利用间隔偏最小二乘法结合偏最小二乘法(iPLS-PLS)进行波段优选的针叶木材基本密度模型效果最好,其模型校正相关系数为0.938 0,校正均方根误差为0.021 8,验证相关系数为0.8959,验证均方根误差为0.028 0。【结论】基于波段优选及模型优化构建东北林区典型针叶树种基本密度近红外估测模型,可以有效提高运算速度及估测精度,实现针叶材基本密度的快速、准确、无损估测,为针叶木材材性研究和森林培育提供了理论依据与技术支撑,有利于进一步实现木材的高效节约与精细化利用。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
张晓华 常庆瑞 章曼 刘佳岐
以陕西省扶风县马席村、巨良农场和杨凌区揉谷乡种植的大田玉米为试验材料,分别测定玉米抽雄期、灌浆期和乳熟期的冠层光谱反射率和叶片叶绿素含量,分析冠层各光谱植被指数与叶片叶绿素含量之间的相关关系,建立玉米叶绿素含量估测模型。结果表明,以单变量光谱植被指数估算叶绿素含量,抽雄期的最佳模型由修正叶绿素吸收反射率指数(Modified chlorophyll absorption reflectivity index,MCARI)建立,灌浆期最佳模型由垂直植被指数(Perpendicular vegetation index,PVI)建立,乳熟期最佳模型由植被衰老反射率指数(Plant senescen...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
袁莹 王雪峰 石蒙蒙 王鹏
【目的】研究估测坡垒叶绿素含量的高光谱模型,探讨融合光谱反射率与时频特征估测叶绿素含量的可行性,为坡垒叶绿素含量的快速无损检测提供参考。【方法】以2年生坡垒为研究对象,设置N0(0 kg/hm~2)、N1(35 kg/hm~2)、N2(70 kg/hm~2)3个氮肥水平,测定不同氮肥水平下坡垒冠层叶绿素含量和光谱曲线,采用离散傅里叶变换(DFT)和短时傅里叶变换(STFT)方法提取光谱时频特征,采用偏最小二乘回归(PLSR)算法,构建基于光谱反射率、时频特征及其二者融合特征的不同氮水平的分区模型以及全氮肥水平下的综合模型,估测不同氮肥水平下坡垒叶绿素含量,并以决定系数(R~2)、平均绝对百分比误差(MAPE)、相对均方根误差(RRMSE)作为评价指标比较各模型精度,确定最优估测模型。【结果】(1)不同叶绿素含量下坡垒冠层光谱反射特征的整体变化趋势相似,在可见光波段(380～750 nm)内,光谱反射率随着叶绿素含量的增加而降低。(2)在构建的分区模型中,基于光谱反射率和时频特征构建的模型均能较好地估测坡垒叶绿素含量,检验R~2分别为0.626～0.816,0.662～0.797,检验MAPE分别为4.966%～9.269%,6.029%～8.181%,检验RRMSE分别为6.827%～11.593%,8.247%～9.792%;基于融合光谱反射率与时频特征(融合特征)构建的分区模型检验R~2为0.913～0.951,检验MAPE和RRMSE均低于10%。(3)在构建的综合模型中,当引入哑变量时,基于融合光谱反射率与时频特征(融合特征)构建模型的检验R~2为0.814,MAPE和RRMSE分别为7.212%和8.578%,二者较基于光谱反射率构建的模型分别降低了37%和36%,较基于时频特征构建的模型分别降低了47%和45%。【结论】基于融合光谱反射率和时频特征(融合特征)构建的模型能够提高坡垒叶绿素含量估测的精度,对于不同氮肥水平下坡垒叶绿素含量有较好的估测效果,可作为估测坡垒叶绿素含量的优选方法。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
宋开山 张柏 刘殿伟 张渊志
采样分析了城市行道树与对比区相应树种的叶绿素变化,并对由叶绿素变化引起的高光谱响应进行了分析, 结果表明:(1)城市环境对行道树叶绿素有重要影响,其中,对针叶树种叶绿素的影响较小,对阔叶树种叶绿素的影响较大;(2)导数光谱与测试树种叶绿素含量关系密切,在740-760 nm附近相关系数达0．83以上;(3)PSSR植被指数与测试树种的叶绿素含量关系密切,幂函数回归的确定性系数达80％左右。以上结论说明:高光谱遥感可以用来监测因城市环境引起的植被叶绿素变化。
关键词：
高光谱 反射率 导数光谱 叶绿素 行道树
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
尹世逵 李春旭 孟永斌 王晨 赵婧含 李耀翔
【目的】木材的基本密度在木材质量等级评定中起着重要的作用,是木材分流及精细化利用的重要依据。利用近红外光谱技术,实时监测木材性质,掌握木材性质的变化,为进一步制定和改善林木培育方法提供理论依据。【方法】借助树木生长锥对椴树活立木取样,以椴树样品基本密度真值和近红外光谱数据为输入,分别通过卷积平滑、一阶导数和二阶导数预处理方法来实现近红外光谱数据的预处理,建立了基于偏最小二乘法(PLS)的椴树木材基本密度的近红外估测模型。【结果】在350～2 500 nm波段范围内,一阶导数预处理的椴树木材基本密度模型是最优的,校正集相关系数为0.964 8,校正均方根误差为0.002 7,验证集相关系数为0.943 2,预测均方根误差为0.003 3。在对近红外光谱数据进行去噪优化处理,构建椴树木材基本密度模型后,在500～2 300 nm波段范围内,一阶导数预处理椴树木材基本密度模型依旧最优,其校正集相关系数为0.987 1,校正均方根误差为0.001 6,验证集的相关系数是0.948 6,预测的均方根误差是0.002 1。【结论】选择特定的预处理方法,结合样本特征,建立椴树木材基本密度模型,可以显著降低建模成本,提高模型预测精度,快速测定椴树木材的基本密度。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
宋玲玲 仇雁翎 张洪恩 赵建夫
为实现淀山湖水体叶绿素a的快速监测,于2006年春季对淀山湖进行了现场光谱测量和同步的采样、实验室分析,通过分析叶绿素a和光谱数据之间的关系,建立了多个基于高光谱数据的叶绿素a浓度的估算模型。结果表明:利用归一化反射率建立的模型中精度最高的是采用708 nm反射率的一元二次模型,R2为0.608;利用R710nm/R667nm反射比建立模型精度得到提高,R2接近0.68;利用695.5 nm一阶微分建立的指数模型精度进一步提高,其R2达到了0.76;分别利用708 nm和667 nm的归一化反射率对数作自变量进行多元回归得到的模型精度最高,R2接近0.8,可以用来实现对叶绿素a的定量估算,实现...
关键词：
高光谱遥感 叶绿素a 水质监测 淀山湖
[期刊] 西南农业学报
[作者]
陈尚洪 陈红琳 沈学善 王昌桃 刘定辉
为探索川中丘陵区套作春玉米的适宜种植密度,通过田间试验,研究不同种植密度对玉米叶面积、干物质积累、倒折率及产量的影响。结果表明:玉米单株绿叶面积和单株干物质积累随着密度增加而降低,群体干物质和叶面积随着密度增加而增加,种植密度对群体的调控效应大于单株。‘成单30’种植密度由3.75×104株/hm2增加至6×104株/hm2,产量随着密度增加而增加;但超过6×104株/hm2后,穗粒数、百粒重显著降低,茎秆倒折率显著上升,从而导致玉米减产。小麦玉米套作"双三O"种植模式下,供试品种"成单30"获得较高产量的种植密度为5.25×104~6×104株/hm2,高产群体结构指标吐丝期LAI为4.72...
[期刊] 中国农业科学
[作者]
李易玲 彭西红 陈平 杜青 任俊波 杨雪丽 雷鹿 雍太文 杨文钰
【目的】探究不同种植模式和施氮水平下玉米大豆的叶片持绿、光合和系统产量特性。【方法】通过田间定位试验研究种植方式(玉米单作(MM)、大豆单作(SS)、玉米套作(IM)、大豆套作(IS))和施氮水平(不施氮(NN)、减量施氮(RN:180 kg N·hm~(-2))、常量施氮(CN:240 kg N·hm~(-2)))对玉米大豆叶片持绿、光合特性以及其干物质积累和系统产量的影响。【结果】玉米产量随施氮量增加而增加，大豆产量随施氮增加先增后降；RN下，IM的籽粒干物质积累量最大，玉米大豆套作系统的总产量最高，系统生产力指数（SPI）最大。套作下各作物的叶片持绿期更长，光合特性指标均较单作稳定，且在籽粒形成期优于单作；各施氮水平下，套作处理的绿叶百分比均显著高于单作，IM的最大绿叶衰减速率出现天数比MM的分别晚7 d、5 d和1 d;IS的则比SS的分别晚7 d、0 d和11 d。相比单作，套作可以显著降低各施氮水平下玉米叶片的平均衰减速率，延长最大衰减速率出现天数，降低绿叶衰减程度。各作物的光合速率表现为套作高于单作，减量施氮高于常量施氮。玉米R2期，IM的叶片光化学淬灭系数（Qp）比MM的高12.78%，非光化学淬灭系数（NPQ）则低21.30%;NPQ随施氮水平的增加而降低，RN比NN降低了17.11%。套作SPAD值波动幅度弱于单作，且呈稳定上升趋势；玉米R2期，IM比MM高34.52%，大豆R2和R6期，IS分别比SS高10.39%、29.48%;RN的SPAD值最高，玉米R2期，IMRN处理比IMNN处理高17.46%,MMRN处理比MMNN处理高35.02%；大豆R6期，ISRN处理比ISNN和ISCN处理分别高7.71%、6.67%,SSRN处理比SSCN处理高10.03%。【结论】减量施氮下，玉米大豆套作显著延长了叶片的持绿期；花后叶片的光合速率、PSⅡ光合机构功能、叶绿素都保持在较高的水平且比单作稳定，籽粒干物质积累增强，充分发挥了玉米的生产潜力并增加了大豆产量，使得套作系统总产量显著提高。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
朱旭珍 丁丽霞 李梦 金雨菲 邹红玉 程乾
为了方便快速准确地测量树木叶片的叶绿素质量分数,对9个阔叶树种的叶片采样,利用CCM-200测得的叶绿素指数(CCI值)和叶片厚度因子建立叶绿素的估算模型,将估算结果与萃取法测量叶绿素质量分数比较,分析发现:仅利用CCM-200测得的叶绿素指数估算叶绿素a,叶绿素b和总叶绿素质量分数的线性模型误差较大,叶绿素指数与叶绿素a,叶绿素b和总叶绿素质量分数的决定系数(R2)均在0.610左右,相关性不是很显著。当用比叶质量(SLW)来反映叶片厚度,与叶绿素指数一起作为自变量,分别建立估算叶绿素a,叶绿素b以及总叶绿素质量分数的线性回归方程,发现叶绿素指数及比叶质量与叶绿素a,叶绿素b和总叶绿素质量分...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
林灵辰 余坤勇 曾琪 姚雄 邓洋波 范华栋 刘健
[目的]以福建省顺昌县大干镇的毛竹为研究对象,研究毛竹叶片氮元素含量的最优估测模型,为毛竹生长状态分析与林地土壤肥力估测提供基础。[方法]通过对毛竹叶片原始光谱、一阶微分光谱及相关的植被指数与叶片氮元素含量进行相关性分析来筛选氮元素敏感特征参数,并构建了多元线性回归模型、随机森林模型以及支持向量机模型,利用决定系数最优原则筛选3个模型中的最优模型并进行精度验证。[结果]R_(387)、DR_(663)、NDVIg-b(R_(575)、R_(440))、SIPI、PRI和PPR 6个参数与毛竹叶片氮含量具有较为显著的相关性,基于这6个敏感参数所构建的3种模型中,多元线性回归模型与随机森林模型拟合效果较差,精度验证结果R~2分别为0.435 5、0.437 1,惩罚因子C和核参数Sigma分别设为3和0.1的支持向量机模型估测结果最好,其实测值与预测值拟合决定系数为0.803 1,总体精度为94.02%。[结论]基于R_(387)、DR_(663)、NDVIg-b(R_(575)、R_(440))、SIPI、PRI和PPR6个叶片光谱参数所构建的支持向量机模型能够较为准确地估测毛竹叶片氮元素含量。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
曹英丽 江凯伦 刘亚帝 于正鑫 肖文 于丰华
针对东北粳稻叶绿素含量无人机高光谱反演中红边位置特征不明确的问题,基于2019～2020年沈阳农业大学水稻试验基地采集的高光谱数据和地面水稻样本叶绿素数据,开展水稻叶绿素含量红边光谱响应特性分析及反演建模研究。首先,利用线性外推(LE)、线性四点插值(LI)、最大一阶导数(MFD)、多项式拟合(PF)、拉格朗日插值(LAG)和倒高斯拟合(IG)6种方法确定水稻冠层高光谱红边位置,对比不同方法提取结果的分布规律,分析叶绿素含量的红边位置响应特性。然后,基于不同红边位置提取结果,利用极限学习机(ELM)、反向传播神经网络(BPNN)两种机器学习算法以及5种统计回归算法构建水稻叶绿素含量反演模型。结果表明:LE方法适合东北粳稻冠层光谱的红边位置的计算,提取的红边位置变幅大,对叶绿素含量变化较为敏感;以LE提取的红边位置为输入特征,构建的线性外推-极限学习机(LE-ELM)和线性外推-对数曲线(LE-LNX)模型,叶绿素含量反演精度较高,两个模型决定系数、均方根误差、平均绝对误差分别为0.781,8.375,9.828和0.763,9.249,11.253,研究结果可为水稻冠层叶绿素含量高效监测提供理论支撑。
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