冬油菜叶面积指数高光谱监测最佳波宽与有效波段研究

• 作者: 任涛 明金 李岚涛 李静 汪善勤 鲁剑巍
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 农学
• 关键词: 冬油菜 高光谱 叶面积指数 波段宽度 有效波段 偏最小二乘回归
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 农业信息化工程
• 页码范围: 156-165
• 页数: 10页
• 分类号: S565.4|S127
• 字数: 9224字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.02.021

摘要

以冬油菜为研究对象,利用连续3季(2013-2016年)不同氮营养水平下冬油菜关键生育期400～1 350 nm冠层高光谱和LAI数据,研究基于偏最小二乘(Partial least square,PLS)回归分析的冬油菜原初光谱(Raw spectral reflectance,R)及一阶微分光谱(First derivative reflectance,FDR)窄波段光谱变量(1、5、10、20 nm)和宽波段光谱变量(40、80、100 nm)与LAI之间关系,确定可稳定指示油菜LAI时空变化的最佳波宽及其有效波段.在此基础上,进行了基于有效波段最优波宽下冬油菜LAI预测和精度验证.结果表明,冬油菜LAI对氮肥响应具有高度敏感性,可较为充分反映油菜LAI时空变化,其建模集和验证集变异系数分别为65.4％和54.4％;随波宽增加,基于R-PLS和FDR-PLS回归模型的冬油菜LA1预测精度均呈先增加后降低趋势,至窄波段光谱变量和宽波段光谱变量临界处20 nm波宽时达最高,且FDR-PLS预测效果显著优于R-PLS,建模集和验证集相对分析误差(Relativepercent deviation,RPD)分别为2.223和2.004.根据FDR-PLS回归模型中各波段变量重要性投影值(Variableimportance for the projection,VIP),确定基于该最佳波宽条件下油菜LAI有效波段分别为759、847、921、1 002、1 129 nm.此后,再次构建基于上述有效波段的油菜LAI预测模型,建模集和验证集RPD分别为2.004和1.707,反演效果较为理想.