基于PROSPECT模型的植物叶片干物质估测建模研究

• 作者: 于丰华 曹英丽 王洋 肖文 邹焕成 陆婧楠
• 来源期刊: 沈阳农业大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 叶片干物质含量 敏感性分析 PROSPECT模型 LOPEX93数据集 光谱指数
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: 研究简报
• 页码范围: 121-127
• 页数: 7页
• 分类号: Q948|TP79
• 字数: 5252字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-1700.2018.01.018

摘要

为了快速、准确估测植物叶片干物质含量,为作物长势及健康状况监控提供数据支撑,利用光谱分析技术探讨了干物质含量敏感光谱波段提取方法及其估测建模方法.试验数据由叶片辐射传输模型PROSPECT在干物质含量(0.001~0.02)g?cm-2范围内进行模拟,随机产生1000条400~2500nm的光谱曲线,其中600条光谱曲线用于建模研究、400条光谱曲线作为模型验证数据,同时应用叶片光学特性数据库LOPEX93中325条叶片光谱-干物质含量数据进行进一步验证.首先应用试验数据进行局部敏感性分析,初步得到叶片干物质敏感波段范围,再运用改进Sobol算法进行全局敏感性分析,提取了干物质含量敏感的光谱波段范围,在此敏感波段范围运用波段组合算法计算归一化植被指数NDVI与叶片干物质含量相关系数,优选了4组相关性大的波段组合建立归一化干物质指数NDMI(1644,1719)、NDMI(1871,2294)、NDMI(2150,2271)、NDMI(1496,2282)用于干物质含量估测建模.结果表明:NDMI(1644,1719)和NDMI(1871,2294)模型中三次多项式形式(cubic)效果最佳、NDMI(1496,2282)模型中幂指数形式(power)效果最佳,三者中NDMI(1871,2294)的三次多项式模型最优,决定系数R2为0.837,对叶片干物质含量具有较好的估测能力.