基于高光譜的小麥植株水分狀況監(jiān)測研究.pdf

1、作物水分狀況的無損實時監(jiān)測是農(nóng)業(yè)遙感領(lǐng)域的一個重要研究課題，對于作物精確灌溉和節(jié)水生產(chǎn)具有極其重要的意義。本研究的目的是以小麥為對象，基于不同年份、不同水分梯度、不同品種類型的田間試驗，在冠層和單葉兩個尺度上，運用精細的光譜數(shù)據(jù)分析方法，全面分析了不同光譜類型與小麥植株、葉層和葉片含水量之間的定量關(guān)系，探索指示小麥水分狀況的核心波段和敏感參數(shù)，建立準確而適用的小麥冠層和單葉水分狀況監(jiān)測模型，從而為便攜式作物水分監(jiān)測儀器的研制開發(fā)及空間遙

2、感信息的解析利用提供了核心波段選擇，為小麥水分狀況的實時監(jiān)測和精確診斷提供有效技術(shù)支撐。
　　 獲取了不同土壤水分條件下小麥主要生育時期冠層反射光譜與植株含水量、葉層含水量的數(shù)據(jù)信息，進一步分析350～2500nm波段范圍內(nèi)的原始光譜、一階導數(shù)光譜、倒數(shù)光譜和反對數(shù)光譜，構(gòu)建了由任意兩波段組合而成的歸一化和比值光譜指數(shù)，并分析了上述高光譜指數(shù)與小麥植株含水量和葉層含水量的定量關(guān)系，構(gòu)建了基于冠層光譜的小麥植株水分含量和葉層水分含

3、量監(jiān)測模型。結(jié)果顯示:對小麥植株水分含量反應(yīng)敏感的反射光譜主要集中在可見光區(qū)和近紅外區(qū)，利用原始光譜NDVI(R836，R793)、RVI（R850，R780）和倒數(shù)光譜NDVI(RC446，RC485)、RVI(RC837，RC793)構(gòu)建小麥植株水分監(jiān)測模型;利用原始光譜RVI（R893，R805）構(gòu)建小麥葉層水分監(jiān)測模型，通過獨立試驗資料檢驗，模型準確性較高，穩(wěn)定性較強。不同光譜類型構(gòu)建小麥植株水分的監(jiān)測模型中，原始光譜和倒數(shù)光譜

4、比較穩(wěn)定，優(yōu)于一階導數(shù)光譜，而反對數(shù)光譜構(gòu)建模型的效果最差。植株含水量與冠層光譜間的相關(guān)性好于葉層含水量與冠層光譜。
　　 基于不同水分狀況下小麥主要生育時期不同葉位葉片光譜反射率和水分含量，系統(tǒng)分析了350～2500nm波段范圍內(nèi)不同葉位和葉位組合的原始光譜、一階導數(shù)光譜、倒數(shù)光譜和反對數(shù)光譜任意兩波段組合的歸一化和比值光譜指數(shù)與小麥葉片水分含量的定量關(guān)系。結(jié)果表明:對小麥單葉水分含量反應(yīng)敏感的反射光譜主要集中在近紅外區(qū)和短波

5、紅外區(qū)域，由原始光譜NDVI(R1532，R1621)，RVI(R1532，R1623)和倒數(shù)光譜NDVI(RC1621，RC1532)，RVI(RC1622，RC1532)構(gòu)建的小麥葉片水分監(jiān)測模型，通過獨立試驗資料驗證，表現(xiàn)較好。不同類型的光譜處理技術(shù)所構(gòu)建小麥葉片含水量監(jiān)測模型中，原始光譜和倒數(shù)光譜表現(xiàn)較好于一階導數(shù)光譜，反對數(shù)光譜表現(xiàn)最差。不同葉位葉片和葉位組合中，頂部葉片含水量與反射光譜之間的定量關(guān)系較好。其中頂一葉和頂二葉葉