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[期刊] 中国农业科学
[作者]
聂志刚 李广 王钧 马维伟 雒翠萍 董莉霞 逯玉兰
【目的】模型的有效应用依赖于参数的快速、准确估算。本研究拟解决作物生长模型参数本土化率定过程中运算量大、耗时长、精度低、效率低的问题。【方法】依据甘肃省定西市安定区2个试验点(李家堡镇麻子川村和凤翔镇安家沟村),多年(2002—2005年和2015—2017年)大田试验数据以及定西市安定区1971—2017年气象资料,利用混合蛙跳算法智能的迭代搜索原理,对APSIM模型旱地小麦叶面积指数相关参数进行了优化,并采用相关性分析方法对模型校正结果进行检验。【结果】利用青蛙群体即相对独立又合作协调的子群内局部深度搜索与子群间全局信息交流生物进化学习策略,有效提高了运算的速度,实现了对APSIM模型中与旱地小麦叶面积指数相关参数的快速、准确估算。相关参数主要包括:主茎上节出现所需的热时间间隔、小麦出苗后初始化的节数、小麦出苗后初始化的叶片数、小麦出苗后初始化的叶面积指数、某日正在生长的节数和最大比叶面积。分别使用穷举试错法所得参数值和混合蛙跳算法所得参数值模拟叶面积指数,参数优化后,叶面积指数模拟值和实测值之间的RMSE(root mean square error)平均值由0.069降低到0.027,NRMSE(normalized root mean square error)平均值由8.09%降低到4.56%,M_E(model effective index)平均值由0.979提高到0.993。【结论】相对于参数率定常用穷举试错法,混合蛙跳算法具有自发学习特征的智能迭代行为,实现了参数的自动率定,提高了效率。基于该算法进行APSIM模型旱地小麦叶面积指数相关参数的优化,使得模型对叶面积指数的模拟精度显著提高,证明该算法的使用对作物生理生态系统复杂模型的校正效果良好,为改善模型参数率定过程存在的运算量大、耗时长、精度低、效率低的缺点提供了一种行之有效的方法。
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
刘轲 周清波 吴文斌 陈仲新 夏天 王思 唐华俊
获取农作物叶面积指数（ｌｅａｆ ａｒｅａ ｉｎｄｅｘ，ｌａｉ）及其动态变化对于农作物长势监测和产量估测等应用具有重要的意义。基于冠层反射率模型（物理模型）的ｌａｉ遥感反演方法具有良好的普适性，对地面数据依赖较少，近年来广泛应用于农作物ｌａｉ高光谱反演研究。然而，当物理模型参数取值尽可能准确（代入参数实测值或依据先验知识取值）时，模拟光谱与实测光谱间仍然存在误差，研究称之为＂光谱模拟误差＂。该研究通过比对实测冬小麦冠层光谱与ａＣｒＭ（ａ ｔｗｏ－ｌａｙｅｒ Ｃａｎｏｐｙ ｒｅｆｌｅＣｔａｎＣｅ Ｍｏｄｅｌ）模型最优模拟光谱，展示了光谱模拟误差在各波段、不同样本点的分布规律。据此，根据对光谱模拟误．．．
[期刊] 林业科学
[作者]
李海洋 范文义 于颖 杨曦光
针对传统的统计模型方法反演叶面积指数(LAI)具有不稳定、区域不统一性的缺点,本研究从物理机制角度出发,以Prospect,Liberty和Geosail模型为基础,建立查找表从TM影像上反演LAI,并与TRAC实测的LAI比较。结果表明:基于机制模型与查找表的方法反演的LAI与实测的LAI有较好的一致性,实测精度达到83.7%。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
夏天 吴文斌 周清波 周勇 于雷
【目的】冬小麦叶面积指数是评价其长势和预测产量的重要农学参数,高光谱技术监测叶面积指数的方法能够实现快速无损的监测管理。本文旨在将田间监测和高光谱遥感相结合,探索研究中国南方江汉平原地区冬小麦的最佳波段、光谱参数及监测模型。【方法】研究选取江汉平原的湖北省潜江市后湖管理区,利用ASD地物光谱仪和SunScan冠层分析系统在田间对冬小麦的冠层光谱及叶面积指数的变化进行监测,并探讨高光谱植被指数与冬小麦叶面积指数之间的定量关系。通过相关性分析、回归分析等方法构建6种植被指数与冬小麦叶面积指数的反演模型。【结果】冬小麦冠层光谱反射率中近红外波段870 nm,红光波谷670 nm,绿光波峰550 nm...
关键词：
高光谱 冬小麦 叶面积指数 估算
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
岳延滨 黎瑞君 冯恩英 李莉婕 彭顺正 孙长青
为给辣椒生产中氮素优化管理提供理论依据，选用3个辣椒品种（‘黔辣10号’‘黔椒5号’‘中椒6号’）基于5个氮素水平（N0～N4:0.00、51.75、103.50、155.25和241.50kg/hm2）小区试验数据，定量分析了不同氮素水平下辣椒叶面积指数与生理发育时间的动态变化，构建了辣椒叶面积指数动态变化模型，并量化了模型参数与氮素水平间定量关系。结果表明：1）辣椒叶面积指数随生理发育时间呈单峰曲线变化，随氮素水平提高先上升后降低。辣椒叶面积指数变化速率随生理发育时间整体呈单峰曲线变化；2）采用分段函数模拟辣椒叶面积指数动态变化，检验结果显示：决定系数R~2均在0.95以上，相对根均方差（RRMSE）均<20%，模拟效果较好；3）模型参数PD_(Thalf)表征叶面积指数峰值出现的时间顺序，与氮素水平呈线性正相关，其余参数与氮素水平呈二次回归函数关系；4）辣椒最大叶面积指数和平均叶面积指数随氮素水平提高呈先上升后降低趋势。本研究构建的辣椒叶面积指数动态模型预测效果较好，具有更强的生物学意义和一定的实用性，可为辣椒优质高产栽培提供理论基础。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
刘姣娣 曹卫彬 马蓉
【目的】棉花叶面积指数是反映作物生物量的重要参数,本文旨在运用遥感数据对这一参数进行估算,为叶面积指数的获取提供更方便快捷的估算模型。【方法】采用美国ASD公司FieldSpec?手持便携式光谱分析仪所获取的棉花冠层光谱反射率和从中等分辨率的遥感图像提取的植被指数,利用相关分析和回归分析方法,找出叶面积指数的最佳估算时相期和最佳遥感估算模型。【结果】棉花的整个生育期内,叶面积指数在时间曲线上呈现出波动变化,在始铃期棉花的叶面积指数达到峰值,据此规律通过提取该时期的遥感数据,得出棉花叶面积指数的遥感估算模型。【结论】棉花叶面积指数的最佳估算时相是盛花期和结铃期,各品种棉花叶面积指数的遥感估算模型...
关键词：
棉花 叶面积指数 植被指数 遥感估算模型
[期刊] 林业科学研究
[作者]
解雅麟 雷相东 王海燕 秦倩倩 李翔
[目的]以吉林省汪清林业局金沟岭林场40株10～40年生长白落叶松的健康针叶为研究对象,建立叶面积回归模型并估计其比叶面积。[方法]通过WinSEEDLE种子和针叶图像分析系统获取长白落叶松50束共150针的针叶面积、长度、宽度以及周长,再分别烘干至恒质量获得叶片干质量。建立以叶长L、叶宽W、叶周长P和叶片干质量X为自变量,叶面积LA为因变量的一元、二元和三元线性、指数和幂函数回归模型,并用平均误差、总体相对误差、平均系统误差、平均预估误差和均方根误差等统计量来评价模型误差和拟合优度。采用算术平均法、比估计法和最小二乘法计算比叶面积,并对3种方法的方差进行比较,获取最优估算值。[结果]一元、二元和三元模型均以指数函数最佳,模型分别为LA=5.929 e~(1.313W)(R~2=0.858),LA=6.194 e~((0.023L+0.637W))(R~2=0.936)和LA=6.445 e~((0.021L+0.598W+18.067X))(R~2=0.941)。[结论]算术平均法获取的比叶面积的精度最高,该方法得到的长白落叶松的比叶面积为8.026 m~2·kg~(-1)。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
李鑫川 徐新刚 鲍艳松 黄文江 罗菊花 董莹莹 宋晓宇 王纪华
【目的】考虑到利用单一植被指数(VI)反演叶面积指数(LAI)时,存在着不同程度的饱和性和易受土壤背景影响的问题,提出通过分段的方式选择敏感植被指数形成最佳VI组合以提高LAI反演的精度。【方法】通过ACRM辐射传输模型模拟数据,结合地面实测光谱数据,选择常用的植被指数进行土壤敏感性分析以及饱和性分析确定LAI的分段点,并在此基础上分段选择最佳植被指数形成组合VI来实现LAI的最终反演,并利Landsat5TM开展区域条件下冬小麦LAI反演应用。【结果】以LAI=3是较为适宜的分段点,利用植被指数最佳分段组合OSAVI(LAI≤3)+TGDVI(LAI>3)可在一定程度上有效克服土壤影响因素以...
[期刊] 林业科学研究
[作者]
刁军 国红 卢军 雷相东 唐守正
叶面积和比叶面积是植物生长过程中的重要参数。本研究基于河北木兰围场实测油松数据,通过winSEEDLE种子和针叶图像分析系统获得油松522个单个针叶的表面积LA、针叶长度L、针叶宽W、针叶周长P,分别建立了以针叶长、针叶宽、针叶周长等形状属性为自变量的叶面积估计模型和以针叶干质量为自变量的叶面积估计模型。用总相对误差、平均相对误差、平均相对误差绝对值、均方根误差、预估精度5个统计量来检验模型的误差和拟合优度,经检验模型LA=-2.761+0.464 L+6.608 W和LA=1.345+0.501 X分别为这两种模型中最好,X为针叶干质量。通过对算术平均法、比估计法、最小二乘法3种方法的比较,...
关键词：
油松 叶面积 回归模型 比叶面积
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
姜志伟 陈仲新 任建强
研究应用ACRM冠层辐射传输模型和MODIS地表反射率数据反演了河北衡水地区3月初至5月初植被叶面积指数,并分析了其时空分布变化特征。研究时段为冬小麦返青期至成熟期,LAI反演结果与当地冬小麦时空分布特征较为吻合。研究结果显示,基于ACRM冠层辐射传输模型反演植被生化变量具有很大的应用潜力。
关键词：
ACRM MODIS 衡水 LAI
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
孙诗睿 赵艳玲 王亚娟 王鑫 张硕
以获取的冬小麦无人机多光谱影像为数据源,充分利用多光谱传感器的红边通道对传统植被指数进行改进,通过灰色关联度分析后基于多个植被指数建模的方法对冬小麦的叶面积指数(leaf area index,LAI)进行反演精度对比。结果显示:使用基于多植被指数的随机森林(RF)比赤池信息量准则-偏最小二乘法(AIC-PLS)反演精度高。得到的LAI反演值和真实值之间的R~2=0.822,RMSE=1.218。研究证明通过随机森林预测具有更好的拟合效果,对冬小麦的LAI反演有较好的适用性。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
杨再强 罗卫红 陈发棣 顾俊杰 李向茂 丁琪峰 赵才标 陆亚凡
【目的】建立一个温室标准切花菊的叶面积指数预测模型。【方法】根据光温对菊花(Chrysanthemum morifolium Ramat.)出叶和展叶速率的影响,通过不同定植期和不同品种的试验,以综合考虑温度、光合有效辐射和日长的生理辐热积为预测指标,建立了温室标准切花菊叶面积预测模型,并用独立的试验数据对模型进行检验。【结果】模型对温室标准切花菊的叶面积指数的预测精度较高,预测值与实测值基于1﹕1线的决定系数(R2)和回归估计标准误差(RMSE)分别为0.94和0.75。基于生理辐热积的预测模型对叶面积指数的预测精度比积温法和比叶面积法分别提高了48.2%和84.6%。【结论】本研究的叶面积...
关键词：
菊花 生理辐热积 叶面积指数 预测模型
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
张柏 宋开山 张渊智 王宗明 段洪涛 李方
以ASD FieldSpec-Vnir光谱仪实测不同生长季大豆的冠层反射率,同期采集对应大豆LAI,然后逐波段分析冠层光谱反射率、导数光谱与大豆LAI的相关关系;并采用单变量线性回归逐波段分析了冠层光谱反射率、导数光谱与大豆LAI确定性系数随波长的变化趋势,建立了以近红外与可见光波段冠层光谱反射率的比值植被指数RVI与大豆LAI的高光谱遥感估算模型。结果表明,冠层光谱反射率在350￣680nm、760￣1050nm波谱区与大豆LAI相关性较大,而在红边区680￣760nm的相关性变化较大;导数光谱在红边区与大豆LAI相关程度高。通RVI方式建立的遥感估算模型能较为准确估算大豆LAI,通过对红外...
关键词：
高光谱 反射率 大豆冠层 叶面积指数
[期刊] 华北农学报
[作者]
王义芹 杨兴洪 李滨 童依平 李振声
选用不同叶片姿态、不同叶片类型以及不同经济系数等多种特性小麦品种(品系)以及拟近等基因系为试验材料,测定了不同叶位叶面积、旗叶光合速率以及小麦生物和经济产量。研究小麦叶面积、旗叶光合速率与产量的关系。结果表明:顶三叶面积与单株生物产量、经济产量显著正相关,而下部三片叶叶面积与单株生物产量和经济产量之间无显著相关;旗叶光合速率与生物产量和经济产量之间呈正相关,但相关不显著,而旗叶光合速率与旗叶面积的乘积与生物产量和经济产量之间呈显著正相关。提高小麦顶三叶面积和光合速率有利于提高产量,旗叶面积和光合速率乘积与产量的关系更为密切。
关键词：
小麦 叶面积 光合速率 产量
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