基于高光谱的冬油菜植株氮素积累量监测模型

• 作者: 丛日环 任涛 李小坤 李岚涛 汪善勤 王少华 王振 马驿 魏全全
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 光谱 氮 模型 植株氮素积累量 高光谱参数 最优光谱比值
• 年，卷（期）: 2015,（20）
• 所属期刊栏目: 农业信息与电气技术
• 页码范围: 147-156
• 页数: 10页
• 分类号: S565.4|S127
• 字数: 8350字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.20.021

摘要

为无损和定量研究高光谱技术在冬油菜植株氮素积累量(PNA, plant nitrogen accumulation)时空变化监测的适宜性及准确性,该文以两年田间氮肥水平试验为基础,采用单变量线性和非线性回归方法,建立基于特征光谱参数的冬油菜P NA高光谱估算模型.结果表明,采用比值光谱的方法可显著提高冬油菜冠层光谱反射率与PNA间的相关性,其最佳的波段组合为1 259 nm与492 nm处光谱反射率比值(R1259/R492),决定系数R2为0.85.高光谱参数间,以比值植被指数(RVI-5)、归一化光谱指数(NDSI)、线性内插法红边位置(REIP)、三角植被指数(TVI)、742 nm处一阶微分光谱值(FD742)和红边面积(SDR)等光谱参数与PNA相关性较好(平均R2和标准误SE分别为0.69和42.70),且以FD742表现最优(R2=0.79,SE=35.66).精度分析结果显示,以光谱参数R1259/R492和FD742为自变量的指数方程模型作为高光谱监测油菜PNA的最佳模型,各生育期Noise Equivalent(NE)均较低且表现稳定,同时模型估测精度较高,R2分别为0.98和0.98,相对均方根误差RRMSE分别为0.73和0.72,相对误差MRE分别为14.42%和10.31%.该方法为快捷和精确评估冬油菜PNA提供了新的研究思路.