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《第28届中国气象学会年会——S11气象与现代农业》2011年
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小麦叶片水分及绿度特征的高光谱反演

李映雪  金林雪  徐德福  张碧辉  
【摘要】:高光谱遥感技术在分析作物光谱特征方面具有简便、快速、有效、非破坏性等优点,可以根据植物在不同波段处的反射率及其衍生量与植物体内的生化组分的含量建立一种相关关系,进行营养诊断,从而为指导农业生产提供重要的依据。本文通过ASD FieldSpec光谱仪测定2个小麦品种、3个氮肥处理、3个水分处理条件下的叶片反射光谱(350~2500nm),用SPAD-502测定叶片的SPAD值,并称叶重。用ViewSpec Pro与Matlab软件处理光谱数据,分析光谱参数与叶片重量、含水量及SPAD值的相关关系,从而明确叶片水分及绿度特征的最佳波段或光谱指数。研究结果表明,可见光波段(460~710nm)和近红外长波段区域(1220~1650nm)的光谱反射率与施氮水平呈负相关关系,而近红外短波段范围(760~1100nm)内的光谱反射率则随着施氮水平的增加呈上升趋势,不同的施氮量,其峰值存在显著差别;小麦叶片在可见光区与近红外区反射率随着叶片水分含量下降而呈增加的趋势;小麦叶片水分含量及SPAD值的共同敏感波段在可见光区;小麦叶片的重量、水分含量及SPAD值与水分指数PWI、WI、MSI等之间有显著相关。植被水分指数PWI与不同水分处理下的叶重关系最为密切,两者符合指数相关关系,决定系数为0.874;水分指数WI和水分胁迫指数MSI与叶片含水量的关系密切且表现稳定,相关系数分别为0.87和-0.80,均达到了显著水平,可作为监测小麦叶片水分含量的光谱参数;小麦叶片SPAD值与653~694nm反射率的一阶微分值的相关性也达到5%显著水平。前人研究植被水分或绿度的光谱监测多利用冠层反射光谱,因为冠层反射光谱受植被群体特征的影响较大,所以本文采用叶片反射光谱研究小麦叶片水分及绿度特征的高光谱反演,提高了叶片特征光谱反演的准确度,也更具理论基础,并对精准农业的实施与管理具有重要的实际应用价值。

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