基于光谱参数对小白菜叶片镉含量的高光谱估算

• 作者: 李帅 顾艳文 高伟 魏虹
• 来源期刊: 生态学报
• 关键词: 小白菜 镉胁迫 敏感参数 反演模型
• 年，卷（期）: 2015,（13）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 4445-4453
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.5846/stxb201406261321

摘要

为实现利用高光谱技术快速、准确、无损地检测叶类蔬菜叶片重金属镉污染情况,通过采用室内盆栽试验,检测了小白菜在6个不同的镉浓度梯度0 mg/kg (CK)、0.5 mg/kg (T1)、1mg/kg(T2)、5 mg/kg(T3)、10 mg/kg (T4)和20 mg/kg (T5)下的叶片高光谱反射率及其镉含量.利用相关分析和逐步回归的统计方法对叶片原光谱、一阶导数光谱和光谱参数与镉含量进行统计分析,确定了反演叶片镉含量的敏感光谱参数,并建立了估算叶片镉含量的参数模型.结果表明:(1)在540 nm附近和红外区域,叶片光谱反射率随着处理浓度的增加呈下降趋势.T1组叶片光谱与对照组的光谱没有明显的变化差异;(2)原光谱与镉含量的敏感波段主要在690-1300 nm,相关系数最高的波段是782 nm.一阶微分光谱与镉含量的敏感波段在黄边、红外、近红外和远红外范围均有分布;(3)反映植物色素、水含量和细胞结构的参数MCARI(叶绿素吸收反射修正指数ModifiedChlorophyll Absorption Reflectance Index),SDy(黄边面积Yellow Edge Area),WI(水质指数Water Index),DCWI(病态水分胁迫指数Disease Water Stress Index),SDr(红边面积Red Edge Area)和Dr(红边幅值The Amplitude of the Red Edge)可分别作为反演镉含量的敏感光谱参数,其倒数回归模型能够较好地反演镉污染下小白菜叶片的镉含量;(4)镉胁迫处理15 d时,建立的SDr的倒数模型估算处理30 d时小白菜叶片镉含量的效果最优.研究表明红边面积参数可以用于估算小白菜叶片的镉含量,可为评价小白菜的食用安全提供科学方法.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	魏虹	西南大学生命科学学院三峡库区生态环境教育部重点实验室	28	517	13.0	22.0
2	李帅	西南大学生命科学学院三峡库区生态环境教育部重点实验室	11	178	5.0	11.0
3	顾艳文	西南大学生命科学学院三峡库区生态环境教育部重点实验室	2	140	2.0	2.0
4	高伟	西南大学生命科学学院三峡库区生态环境教育部重点实验室	5	10	1.0	3.0