镉胁迫下空心菜叶绿素质量分数的高光谱估算

• 作者: 李帅 顾艳文 高伟 魏虹
• 来源期刊: 西南大学学报（自然科学版）
• 学科: 地球科学
• 关键词: 空心菜 高光谱反射率 敏感参数 估算模型
• 年，卷（期）: 2015,（4）
• 所属期刊栏目: 生命科学
• 页码范围: 9-16
• 页数: 8页
• 分类号: X836
• 语种: 中文
• DOI: 10.13718/j.cnki.xdzk.2015.04.002

摘要

为实现高光谱技术快速检测空心菜镉污染，探索性地对其叶绿素质量分数的变化情况进行了高光谱估算．采用盆栽试验检测了空心菜在6个不同的镉质量分数梯度0 mg／kg （CK），0.5 mg／kg （T1），1 mg／kg （T2），5 mg／kg （T3），10 mg／kg （T4），20 mg／kg （T5）下的叶片高光谱反射率及其叶绿素质量分数．根据不同镉质量分数处理下空心菜叶片高光谱反射率的变化，对光谱数据重采样，分析了叶绿素质量分数与光谱数据的相关性，筛选出不同质量分数镉处理情况下与叶绿素质量分数敏感的光谱波段及特征参数，并建立了预测叶绿素质量分数的估算模型．研究结果表明：1）随着镉质量分数的增加以及胁迫时间的延长，总叶绿素质量分数呈先增加后减少的趋势．15 d ，30 d和45 d的叶片光谱变化趋势相似，在绿峰和红外波段范围差异较明显．处理45 d时，其差异比15 d和30 d时更显著；2）重采样后绿峰和红边范围的波段与叶绿素质量分数具有较好的相关性（ p＜0.01），相关性最优的波段R540， R710为自变量与叶绿素质量分数拟合的 R2值分别为0.7477，0.7135（ p＜0.01），故选择其作为敏感波段；3）对12个光谱敏感参数、R540和 R710与叶绿素质量分数进行相关分析、建模并反演，得出 R540，R710，G PR和SG P对应的非线性倒数模型效果较优，可用于空心菜叶绿素质量分数的估算．研究结果可进一步为检测空心菜镉污染程度提供技术参考．