数字图像技术估测冬油菜氮素营养拍摄参数标准化研究

• 作者: 丛日环 任涛 李小坤 李岚涛 王少华 王振 魏全全 鲁剑巍
• 来源期刊: 植物营养与肥料学报
• 学科: 农学
• 关键词: 冬油菜 数码相机 冠层图像 拍摄参数
• 年，卷（期）: 2016,（6）
• 所属期刊栏目: 研究简报
• 页码范围: 1701-1709
• 页数: 9页
• 分类号: S126|S565
• 字数: 5961字
• 语种: 中文

摘要

【目的】数字图像技术可以用来快速无损地预测冬油菜的氮素营养，建立标准化的拍摄参数获取方法，可为不同作物、不同型号相机间结果的互用提供依据。【方法】以冬油菜为试验材料，设置不同氮肥水平（N：0、90、180、270和360 kg/hm2）田间试验，于苗期（移栽后79～83天），利用数码相机（Nikon-D7000，1620万像素）以不同光照强度、时间、高度、角度、照片像素尺寸和拍摄模式进行拍摄，并以不同储存格式进行保存。比较了不同拍摄条件下获取的冠层数字图像信息差异显著性，同时测定植株地上部生物量、叶片氮浓度和叶绿素浓度，分析冠层图像数字化指标（红光标准化值，NRI）与测定的氮素营养指标之间的相关性。【结果】晴天与阴天获取的冠层 NRI均可较好的表达冬油菜冠层数字信息，晴天效果稍好于阴天；中午获取的冠层 NRI与叶片氮浓度相关系数为–0.802**，优于上午和下午；1.5、2.0和2.5 m拍摄高度获取的冠层NRI差异不显著；30°、60°和90°拍摄角度下获取的冠层 NRI与地上部生物量、叶片氮浓度和叶绿素浓度的相关性均达到极显著水平，30°～60°时获取冠层数码信息可操作性较强；拍摄模式为自动曝光模式获取冠层 NRI与叶片氮浓度的相关系数为–0.802**，高于其他拍摄模式；三种照片像素尺寸（4928×3264、3696×2448和2464×1632）下获取的冠层 NRI差异不大；储存格式为 JPEG精细格式时获取的冠层 NRI优于其他储存格式。【结论】综合分析认为，数字图像技术估测冬油菜氮素营养指标最佳操作范围为拍摄时间为晴天太阳高度角相对较大的中午；拍摄高度为近地面均可；拍摄角度为易于操作的30°～60°；相机拍摄模式为自动曝光模式；照片像素尺寸为图片相对较为清晰的高分辨率；存储格式为压缩格式且占用空间较小的 JPEG精细格式。本研究为无人机低空遥感的氮素营养无损诊断技术提供了理论技术基础。