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[期刊] 中国农业科学
[作者]
唐延林 黄敬峰 王秀珍 王人潮 王福民
测定了水稻、玉米、棉花 3种作物共 6个品种的冠层和主茎叶片不同生育期高光谱反射率及其对应叶片中叶绿素、类胡萝卜素含量 ,分析了它们的高光谱及其红边特征和红边参数与叶面积指数、地上生物量、鲜叶重及叶片色素含量的相关性。结果表明 :(1) 3种作物冠层高光谱反射率大小与其生育期有关。冠层和叶片光谱反射率最大值比较结果是 ,冠层光谱 :棉花 >玉米 >水稻 ;叶片光谱 :水稻 >棉花 >玉米。 (2 ) 3种作物冠层光谱的红边都具有“双峰”现象。红边幅值Dλr 和红边面积Sr 均呈增大、减少的变化规律 ,但红边位置λr 的变化范围和变化规律不同 ;冠层红边参数λr、Dλr、Sr 与其叶面积指数和鲜...
[期刊] 农业技术经济
[作者]
郭庆方
由于影响农作物的自然特征是难以测量的 ,而技术特征所体现出的投入产出数量关系则较容易测量。因此 ,将农作物生产的要素投入和产出数量关系 (即技术特征 )作为农作物生产的系统模型 ,而把农作物生产的自然特征作为随机项进行处理从逻辑上是非常完美的。基于此思路 ,本文通过对棉花和玉米这两种我国常见的农作物生产进行计量对比分析 ,找出农作物生产中存在共性和个性上的问题 ,以便作出政策性建议。
[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。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
白丽 王进 蒋桂英 杨朋 孙蜀江
【目的】揭示棉花产量与冠层光谱植被指数相关关系,建立棉花高光谱估算模型,促进高光谱技术在棉花长势监测和估产中应用。【方法】结合棉花生长发育规律,对棉花各时期冠层进行高光谱反射率测定,根据光谱曲线特征构建高光谱植被指数,基于棉花盛蕾期至吐絮后期7次地面光谱和产量测定,对光谱反射率与产量进行统计分析。【结果】各生育期可见光波段、近红外波段及短波红外波段光谱反射率与产量间分别达显著负相关、显著正相关与显著负相关水平。根据棉花冠层光谱波形特征,利用植被红边波段560nm反射峰、670nm吸收谷、近红外波段890nm反射峰、980nm和1210nm两个弱水汽吸收谷、短波红外1650nm和2200nm反射...
关键词：
高光谱 光谱指数 产量 棉花
[期刊] 资源科学
[作者]
程一松 胡春胜 王成 于贵瑞
在夏玉米整个生育期的不同阶段 ,测定其叶片光谱反射率 ,并结合其生物物理参数的变化进行分析。结果表明 ,叶绿素浓度、叶面积指数等生物物理参数 ,可以反映作物生长发育的特征动态 ,也是反映物质生产和反射光谱关系的中间枢纽 ,通过叶绿素浓度含量与叶片反射率光谱和一阶导数光谱数据的相关分析 ,可以看出全生育期和不同生育期阶段的叶绿素敏感波段范围。
关键词：
养分胁迫 高光谱 夏玉米 生理反应
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
刘炜 常庆瑞 郭曼 邢东兴 员永生
【目的】从夏玉米叶片一阶导数光谱中提取监测叶片氮素含量变化的敏感红边面积,为夏玉米氮素营养遥感监测提供依据。【方法】使用高光谱仪ASD Field Spec Pro,于喇叭口期(08-05)、抽雄期(08-22)、吐丝期(09-05)和乳熟期(09-13)采集不同氮素处理水平下(0,120,240 kg/hm2)的夏玉米叶片光谱,并在红边波长范围(680~760nm)求取一阶导数(一阶导数光谱),然后采用基于小波变换的阈值去噪方法对一阶导数光谱进行去噪处理;考察夏玉米4个生育时期内一阶导数光谱对不同氮素处理水平的响应特征,以及当波长范围从红边核心区域720~740 nm逐步扩展到700~760...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张莹 张晓丽 李宏志 刘会玲
【目的】频谱作为物质的能量特征进行地物的识别是可行的。本文针对国内外利用频谱进行地物分类尤其是森林植被分类研究的匮乏,探索频谱的地物识别潜力,将高光谱影像的光谱曲线转化为频谱进行地物识别研究。【方法】以福建将乐林场为研究区,利用国产环境小卫星高光谱影像(HJ-1A HSI)和同时成像的多光谱影像(CCD),通过能量分离变换的方法对高光谱和多光谱进行融合,获取高空间分辨率的高光谱影像;然后,将融合影像的光谱曲线转化到频率域,进而获取频谱;通过"频谱距离"对研究区进行地物分类,并将分类结果与光谱角填图(SAM)分类结果进行比较。【结果】在频域中植被类别和非植被类别的低阶幅度谱具有明显的可分性,频谱方法提高了马尾松、杉木和阔叶林的制图精度,对于光谱特征相似的不同森林植被具有更好的区分能力;非植被类别在1阶谐波的频谱容易区分,植被类别需要用前7次谐波的幅度谱进行区分,随着频率的增大,频谱变化趋于相似,并且非植被类别在频域的能量累计速度高于植被类别;与SAM的分类结果比较发现,基于频谱的分类方法总体分类精度为84.19%,比SAM分类结果总体精度提高0.7%。【结论】利用频谱信息可以降低光谱曲线上噪声的影响,保留类别的重要区别信息,提高地类的分类精度,因此利用频域中的频谱进行地类识别具有可行性。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
陈鹏飞 梁飞
【目的】基于无人机高空间分辨率影像,探讨剔除土壤背景信息及增加纹理信息对棉花植株氮浓度反演的影响,为棉花氮素营养精准探测提供新技术手段。【方法】开展棉花水、氮耦合试验,分别在棉花的不同生育期获取无人机多光谱影像和植株氮浓度信息。基于以上数据,首先探讨了土壤背景对棉花冠层光谱的影响;其次,分析了影像纹理特征与植株氮浓度间的相关性;最后,将获得的数据分为建模样本和检验样本,设置剔除土壤背景前、剔除土壤背景后、增加纹理特征等不同情景,采用光谱指数与主成分分析耦合建模的方法,来建立各种情景下植株氮浓度的反演模型,并对模型反演效果进行比较。【结果】土壤背景对棉花冠层光谱有影响,且不同生育期趋势不同;影像纹理特征参数与植株氮浓度间有显著相关关系;剔除土壤背景前植株氮浓度反演模型的建模决定系数为0.33,标准误差为0.21%,验证决定系数为0.19,标准误差为0.23%;剔除土壤背景后模型的建模决定系数为0.38,标准误差为0.20%,验证决定系数为0.30,标准误差为0.21%;增加纹理信息后模型的建模决定系数为0.57,标准误差为0.17%,验证决定系数为0.42,标准误差为0.19%。【结论】基于低空无人机高空间分辨率影像,剔除土壤背景和增加纹理特征均可提高棉花植株氮浓度的反演精度;影像纹理可以作为一种重要信息来支撑无人机遥感技术反演作物氮素营养状况。
[期刊] 华北农学报
[作者]
王超 李霞
为了阐明转玉米PEPC基因水稻高光效的结构基础,以转玉米PEPC基因水稻和未转基因原种为试验材料,在水稻的三叶期,施以100 min,1 000μmol/(m2.s)的高光强处理,以200μmol/(m2.s)下的水稻为对照,运用透射电镜观察叶肉细胞、维管束鞘以及叶绿体内类囊体片层结构。结果发现,与对照材料相比,转玉米PEPC基因水稻材料经高光强处理后,叶片叶绿体的排列更加紧密,叶绿体中类囊体片层堆垛整齐,有序片层较厚,排列更加致密,类囊体结构更加完整,而且叶绿体周围的线粒体数量明显增多;而未转基因原种的叶片经高光强处理后,叶绿体内类囊体片层松散,结构混乱,部分甚至解体,表现出受到损伤的迹象,...
[期刊] 中国农业科学
[作者]
陈鹏飞 李刚 石雅娇 徐志涛 杨粉团 曹庆军
【目的】验证无人机机载高光谱传感器S185,并基于其获得的影像探讨无人机高光谱遥感反演叶面积指数的新方法。【方法】以东北玉米为研究对象,在吉林省公主岭市开展了玉米氮肥梯度试验,共设5处理,每个处理3次重复。分别在玉米的V5—V6,V11,R1—R2等生育期(Ritchie生育期)进行无人机飞行试验和地面光谱及叶面积指数测定,共获得数据45组。为验证S185影像数据,在相同尺度下提取S185影像信息与地面光谱信息,一方面从测定同一目标地物两者光谱反射率间的相关性进行分析,另一方面筛选15种常用的各类光谱指数,从整个生育期通过影像数据计算的各光谱指值与地面光谱仪计算的相应值变化趋势的一致性进行分析;将45组样品随机选择30组,基于人工神经网络算法利用S185数据建立反演叶面积指数的模型,剩下15组样品作为外部验证样品,用来验证神经网络模型的预测效果。另外,基于相同的分组数据,利用前面筛选的各光谱指数分别建立叶面积指数的反演模型,以与人工神经网络建模结果进行比较。【结果】在各个生育时期,同种目标地物S185测定数据与地面光谱仪测定数据间具有很强的相关性,相关系数在0.99以上;在玉米整个生育期,S185数据计算的各光谱指数与地面光谱仪计算的各光谱指数变化趋势相同,相关系数在0.88以上;在构建基于人工神经网络法反演叶面积指数的模型中,建模时的决定系数为0.96,均方根误差为0.42,相对均方根误差为13.15%;外部验证时的决定系数为0.95,均方根误差为0.54,相对均方根误差为16.74%,这一结果优于基于各光谱指数建立的叶面积指数反演模型。【结论】无人机搭载S185传感器可用于准确获取玉米冠层高光谱信息,且可利用人工神经网络法基于这一数据建立玉米叶面积指数的反演模型。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
朱彤 张学霞 王士远 赵静瑶 杨维
快速、准确地获取玉米种植面积信息对国家粮食安全和现代信息农业发展有重要的现实意义。遥感技术在作物种植面积提取中具有一定优势,尤其是作物物候信息和光谱数据相结合的方法更是目前发展的趋势之一。选取辽宁省3县市为研究区,利用Savitzky-Golay滤波重构后的2014-2015年MODIS-NDVI时间序列数据,提取作物物候特征和其他主要地物的NDVI曲线变化规律,结合水稻移栽期的NDVI、LSWI数据与大豆鼓粒期的近红外波段反射率数据,训练地物分类阈值、构建决策树提取2015年春玉米种植面积。考虑到耕地的
关键词：
物候 决策树 混合像元 面积提取 春玉米
[期刊] 西南农业学报
[作者]
莫治新 温善菊
本文利用数理统计方法分析降尘对棉花和玉米重金属含量的影响。结果表明：受降尘处理的棉花各器官铜素、铁素和锰素含量均大于不受降尘处理的各器官含量；受降尘处理的棉花叶片和根中的锌素含量均高于不受降尘处理的棉花。受降尘处理的玉米叶片铜素、铁素和锰素含量高于不受降尘处理的玉米叶片，而受降尘处理的玉米根系铜素和锰素含量低于不受降尘处理的玉米根系；各处理玉米各器官中的锌素含量存在差异，但是差异不显著。
关键词：
降尘 棉花 玉米 重金属
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
宫进波 盛建东 汤明尧 傅国海 唐光木 闫翠侠
为探究南疆施肥效果以及土壤肥力与肥料利用效率之间的关系,2021年,在南疆地区开展35个肥料利用率田间试验(玉米16个、棉花19个),设置缺素处理(NP、PK、NK)和全肥处理(NPK),分别对玉米、棉花施用氮、磷、钾肥的产量反应、农学效率、养分积累规律、土壤肥力和施肥对肥料利用效率的影响等开展针对性研究。结果显示:玉米和棉花的NPK处理平均产量分别为14 020.3 kg/hm~2和6 582.7 kg/hm~2,二者的平均农学效率分别为N 13.0 kg/kg、P_2O_5 13.3 kg/kg、K_2O 10.7 kg/kg和N 6.1 kg/kg、P_2O_57.6 kg/kg、K_2O 7.5 kg/kg,氮、磷、钾肥平均利用率分别为42.4%、21.2%、54.1%和41.7%、18.9%、58.2%,施氮、磷、钾肥分别增产30.6%、14.7%、6.5%和41.5%、21.1%、13.4%。施肥可显著提高玉米和棉花对氮磷素的吸收,每形成100 kg玉米籽粒需要N2.44 kg、P_2O_50.91 kg、K_2O 2.87 kg,每形成100 kg棉花籽棉需要N 5.37 kg、P_2O_51.67 kg、K_2O 4.36 kg。玉米磷肥利用率与磷肥施用量呈显著负相关,棉花磷钾肥利用率与磷钾肥施用量也均呈显著负相关。玉米产量与磷肥施用量呈显著负相关,与土壤有效磷含量又呈显著正相关,南疆地区玉米可能存在一定的过量施用磷肥问题。玉米、棉花钾肥利用率与土壤有效磷含量呈显著负相关。土壤pH与棉花产量、玉米氮磷肥利用率均呈显著负相关。结果表明,南疆地区土壤盐碱是影响棉花产量及玉米氮、磷肥利用率提高的主要限制因素之一。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
薛来震 徐磊 谭晔 刘向东
[目的]本研究旨在明确不同品种水稻受褐飞虱危害后的光谱反射率与褐飞虱虫量间的关系,为光谱监测不同品种水稻上褐飞虱的危害提供指导。[方法]利用手持式光谱仪测定了4个水稻品种(‘武运粳29号’‘苏香粳3号’‘天丰优084号’和‘内二优6号’)在3个生育期(拔节期、孕穗期和扬花期)受不同虫量褐飞虱危害不同时间后稻株的光谱反射率。[结果]4个水稻品种受褐飞虱危害后,稻株的光谱反射率明显受褐飞虱虫量和危害持续时间的影响。随着褐飞虱危害的加重,稻株在近红外波段的反射率显著降低。稻株光谱反射率与褐飞虱虫量间的相关性随光谱波段变化而波动的趋势在4个水稻品种间均较为一致,不同品种水稻的光谱反射率均具备表征稻株受...
关键词：
褐飞虱 水稻品种 生育期 光谱反射率
[期刊] 中国农业科学
[作者]
杨飞 张柏 宋开山 王宗明 刘殿伟 徐京萍
【目的】光合有效辐射分量(FPAR)是各种生产力模型、作物估产模型等的重要参数,本文将对高光谱估算FPAR效果作初步探讨分析,为提高FPAR估算及遥感产品验证精度和各种生态模型模拟精度提供科学支持。【方法】本文基于地面实测玉米数据,详细分析了光合有效辐射分量与光谱反射率及其一阶导数之间的相关关系及FPAR估算机理,并利用反射率、一阶导数、植被指数方法研究了玉米冠层FPAR估算效果。【结果】玉米FPAR与整个可见光波段反射率相关性都相对较好,明显好于近红外波段;FPAR与一阶导数的相关关系曲线波动较反射率大,仅520、570、670、805、950和1010nm几个波长处一阶导数与FPAR相关性...
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