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[目的]为利用高光谱技术实现作物氮素营养状况无损快速监测提供途径.[方法]通过不同品种小麦不同氮素水平试验,分析小麦不同氮素营养状况下,叶片叶绿素含量与叶面积指数、冠层光谱角的关系,定量分析光谱角指数,并建立相关模型对小麦氮素营养状况进行实时监测.[结果]冠层光谱角指数与差值叶绿素含量和差值叶面积指数的相关性最高为0.919 7,两者之间建立的模型决定系数为0.739 2,0.617 8,具有很好的拟合效果.[结论]利用光谱角可以监测小麦叶片叶绿素及叶面积差异,在此基础上进行小麦氮素营养监测是可行的. 相似文献
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《西南农业学报》2019,(12)
【目的】应用多光谱影像和光谱指数法准确估算作物叶绿素含量。【方法】使用4个生长期玉米冠层高光谱反射率及叶绿素含量建立单红边波段叶绿素指数(SRCI)的叶绿素含量估算模型:首先由高光谱反射率和光谱响应函数计算得到等效的Worldview-2多光谱反射率,以等效反射率计算SRCI;然后根据SRCI与叶片叶绿素含量(LCC)、冠层叶绿素密度(CCD)的线性关系,分别建立LCC和CCD的一元线性回归模型。使用2012年9月14日获取的Worldview-2多光谱遥感影像计算得到的SRCI作为输入,估算LCC和CCD。【结果】Worldview-2 SRCI估算叶片叶绿素含量的偏差均方根为4.70μg/cm~2,相对误差平均为7.0%;估算冠层叶绿素密度的偏差均方根为1.63 g/m~2,相对误差平均为6.4%。【结论】多光谱卫星遥感的红边光谱指数能准确估算玉米叶绿素含量。 相似文献
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高光谱技术可以快速、准确监测作物的生长信息,小麦冠层光谱与其叶片的叶绿素等生长信息密切相关,同时利用光谱信息可以监测作物的产量、籽粒信息等。介绍了高光谱数据的3种采集方式,综述了利用高光谱数据监测小麦的生长状况(叶绿素、叶面积指数、叶片氮素含量)以及小麦产量、籽粒及病害等相关应用领域研究,并提出了作物冠层光谱分析存在的问题以及下一步发展方向。 相似文献
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基于连续投影算法与BP神经网络的玉米叶片SPAD值高光谱估算 总被引：3，自引：0，他引：3
叶片叶绿素含量是评价作物生长状况的重要指标。为实现玉米叶片叶绿素含量的准确、高效高光谱估测,以玉米大田试验为基础,于7月1日(大喇叭口期)、7月19日(灌浆初期)和8月18日(腊熟期)利用ASD高光谱仪和便携式叶绿素仪(SPAD-502)分别测定了玉米叶片高光谱数据和叶绿素含量相对值SPAD;利用连续投影算法提取出玉米叶片光谱的特征波长,再用BP神经网络构建SPAD值的估算模型,并对模型进行验证。结果表明,3个日期的分段监测模型及统一监测模型的R2分别为0.885,0.900,0.675,0.827;RMSE分别为2.156,2.103,3.236,2.651;7月1日模型、7月19日模型和统一监测模型均具有较高的精度,同时检验模型RPD均大于2,具有很好的预测能力;而8月18日的监测模型表现较差(RPD=1.641),但也达到可用水平。表明利用连续投影算法结合BP神经网络可以进行玉米叶片SPAD值的高光谱估算。 相似文献
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以陕西省扶风县马席村、巨良农场和杨凌区揉谷乡种植的大田玉米为试验材料,分别测定玉米抽雄期、灌浆期和乳熟期的冠层光谱反射率和叶片叶绿素含量,分析冠层各光谱植被指数与叶片叶绿素含量之间的相关关系,建立玉米叶绿素含量估测模型。结果表明,以单变量光谱植被指数估算叶绿素含量,抽雄期的最佳模型由修正叶绿素吸收反射率指数(Modified chlorophyll absorption reflectivity index,MCARI)建立,灌浆期最佳模型由垂直植被指数(Perpendicular vegetation index,PVI)建立,乳熟期最佳模型由植被衰老反射率指数(Plant senescence reflectance index,PSRI)建立。随着玉米生长期的推进,叶片衰老,用PSRI所建立的模型来监测玉米叶绿素含量的效果较好,可为高光谱遥感在玉米长势监测提供理论依据和技术支持。 相似文献
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叶绿素是作物生长中的重要因素，可用于实时监测作物的生长状况。以常规高油酸油菜品种为材料，采用大田试验研究油菜叶片在不同栽培措施下幼苗期、蕾薹期叶片的光谱响应，通过计算反射光谱及其反射光谱的一阶导数与SPAD值的相关性，结合逐步回归挑选出油菜叶片敏感波段，并计算光谱指数。采用一元线性回归和神经网络建立叶绿素含量估算模型。结果表明，由光谱指数所构建的神经网络叶绿素估算模型，精度评价结果均显示比较高的水平，幼苗期反射率光谱指数构建的模型精度最高，决定系数R2为0807 0,均方根误差（RMSE）为1131 5，蕾薹期一阶导数光谱指数构建的模型精度最高，决定系数R2为 0873 2, 均方根误差（RMSE）为1322 3，在蕾薹期和幼苗期通过构建BP神经网络模型能够较好的对油菜叶绿素进行反演。为利用高光谱技术大范围监测油菜叶绿素含量提供了一定的理论依据。 相似文献
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为了方便快速准确地测量树木叶片的叶绿素质量分数, 对9个阔叶树种的叶片采样, 利用CCM-200测得的叶绿素指数(CCI值)和叶片厚度因子建立叶绿素的估算模型, 将估算结果与萃取法测量叶绿素质量分数比较, 分析发现:仅利用CCM-200测得的叶绿素指数估算叶绿素a, 叶绿素b和总叶绿素质量分数的线性模型误差较大, 叶绿素指数与叶绿素a, 叶绿素b和总叶绿素质量分数的决定系数(R2)均在0.610左右, 相关性不是很显著。当用比叶质量(SLW)来反映叶片厚度, 与叶绿素指数一起作为自变量, 分别建立估算叶绿素a, 叶绿素b以及总叶绿素质量分数的线性回归方程, 发现叶绿素指数及比叶质量与叶绿素a, 叶绿素b和总叶绿素质量分数之间的决定系数(R2)分别为0.678, 0.707和0.689, 相关性得到较大提高。而如果采用比叶面积(SLA), 即比叶质量的倒数来反映叶片厚度, 与叶绿素指数一起作为自变量, 分别建立估算叶绿素a, 叶绿素b以及总叶绿素质量分数的线性回归方程, 各决定系数分别为0.869, 0.893和0.881, 相关性得到显著提高。由此得到结论:利用叶绿素指数与比叶面积建立的叶绿素质量分数估算模型精度较高, 且适用于多种不同树种叶绿素质量分数估算, 具有普适性。 相似文献
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[目的]研究小麦玉米玉米间套作（麦玉玉间套作）模式下小麦和玉米的叶绿素含量、光合速率变化,为构建较为理想的光合群体结构和运筹肥水措施提供重要依据。[方法]以小麦玉米平作（麦玉平作）为对照,研究北京地区麦玉玉间套作模式下小麦、玉米的光合变化。[结果]麦玉玉间套作模式增产的主要机制是构建了较为理想的光合群体结构,其中小麦叶片叶绿素含量平均为3．764mg／g,较对照提高了8．88％,光合速率平均为30．62mg CO2／（dm^2·h）,较对照提高30．29％;夏玉米叶片叶绿素相对含量平均值为51．1,较对照提高了4．07％,光合速率平均为58．05mgCO2／（dm^2·h）,较对照提高14．54％。[结论]麦玉玉间套作模式提高了作物叶片叶绿素含量和光合速率。 相似文献
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【目的】筛选相关性好的植被指数构建马铃薯叶片叶绿素a、叶绿素b估测模型,为科学、无损地进行马铃薯叶片叶绿素含量估算提供技术支撑。【方法】采用便携式高光谱地物波谱仪,获取不同施氮水平下不同生育时期的马铃薯植株叶片光谱反射率,提取植被指数,测定马铃薯叶片叶绿素a、叶绿素b含量,并研究叶绿素含量与植被指数的相关性。【结果】12个植被指数与叶绿素a、叶绿素b含量相关性较好,其中修正归一化差异指数(mND_(705))、修正简单比值指数(mSR_(705))、地面叶绿素指数(MTCI)、修改叶绿素吸收反射指数(MCARI)与叶绿素a、叶绿素b含量相关性最好。基于这4个植被指数建立的估测模型中,MTCI构建的乘幂模型估测叶绿素a含量的效果最佳,mND_(705)构建的指数模型估测叶绿素b含量的效果最佳。【结论】MTCI构建的乘幂模型能较为精确地估测叶绿素a含量,mND_(705)构建的指数模型能较为精确地估测叶绿素b含量;这2种模型可用于间接监测马铃薯植株的氮营养亏缺状态。 相似文献
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沿海滩涂棉花叶片叶绿素含量高光谱遥感估算模型研究 总被引：2，自引：0，他引：2
以连云港滩涂棉花地为研究区域,利用ASD便携式光谱仪在晴朗天气条件下测试了野外采集的棉花叶片反射光谱,选取原始光谱和一阶导数光谱作为多变量,三边参数（红边、黄边和蓝边）和归一化植被指数NDVI、比值植被指数RVI、结构相关色素指数SIPI、叶面叶绿素指数LCI、水分指数WI、窄波段微分植被指数1DZ_DGVI和窄波段植被指数TCARI/OSAVI作为单变量,分析棉花叶片叶绿素含量与这些变量之间的相关性;在相关分析的基础上构建棉花叶片叶绿素含量估算模型。结果表明,叶绿素a、b和a＋b含量与单变量参数之间的相关性均未达显著水平;而与原始光谱、导数光谱都存在显著相关性。对叶绿素a含量而言,基于440 nm处的一阶导数光谱应用指数函数和幂函数构建的估算模型精度最高,R2为0.231。对叶绿素b含量而言,基于652 nm处的一阶导数光谱应用一元线性回归法构建的高光谱估算模型精度最高,R2为0.165。对叶绿素a＋b含量而言,基于440 nm处的一阶导数光谱应用指数函数、复合函数和生长函数构建的估算模型精度高,R2为0.155。该研究为进一步加强滩涂农业管理和提高滩涂农作物的产量提供技术支持。 相似文献
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长残留除草剂广灭灵的生物测定方法 总被引：5，自引：3，他引：5
试验以小麦、玉米等作物为指示植物,分别以株高和叶绿素的含量为生物测定指标,在不同的培养条件下,对广灭灵生物测定方法进行筛选。结果表明,利用土培生测法培养的小麦株高抑制率与药剂的浓度在不同的范围内有显著的相关性;通过连续测定玉米叶片中叶绿素的含量,发现培养至第6天的玉米叶片叶绿素含量抑制率和药剂浓度相关性最好,并在低浓度范围内表现出药剂对叶绿素含量提高有促进作用。以玉米叶绿素含量作为生测指标不仅指示的浓度范围广,还具有良好的重现性,是广灭灵理想的生物测定指标之一。 相似文献
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【目的】以高光谱技术为核心,结合理化数据,建立快速、无损的冬小麦冠层水分含量估算模型,为利用高光谱技术进行小麦水分含量的无损检测提供参考。【方法】测定两种冬小麦的叶片、植株含水量,采集其光谱数据作SG平滑、一阶导数和二阶导数处理,分析其相关关系,构建冬小麦叶片和植株含水量的多种估算模型,进行精度评价。【结果】不同光谱数据处理中一阶导数变换能够显著增加与小麦含水量的相关性,叶片含水量在456 nm波长处达到了最大负相关,相关系数为0.87,植株含水量在457 nm波长处达到了最大负相关,相关系数为0.890 9;偏最小二乘回归构建的水分含量估测模型拟合精度优于线性和多元回归模型,线性模型采用R650、SG1944、R′456、R″681构建的模型估测叶片含水量较好,估测植株含水量R664、SG663、R′457、R″ 681精度较高; 多元线性回归和偏最小二乘回归都是采用一阶导数变换构建的模型拟合精度最高,叶片和植株水分含量估测模型的外部检验R2分别达到0.803 2、0.867 0、0.854 0、0.885 6。【结论】小麦原始光谱一阶导数变换后能够显著提高与水分含量的相关性,利用PLSR方法构建的小麦水分含量估测模型拟合精度最高。 相似文献
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小麦叶片叶绿素含量测定及其与SPAD值的关系 总被引：12，自引：0，他引：12
用分光光度计法和SPAD-502叶绿素仪法分别测定小麦叶片的叶绿素含量。结果表明,使用分光光度计法浸泡叶片比研磨叶片测得的叶绿素含量略高,且误差较小,两种处理提取叶绿素的含量呈显著正相关;SPAD值与分光光度计法测定的小麦叶绿素含量呈显著正相关,经数学模型检验,在抽穗期SPAD值与叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量的最佳数学模型为乘幂模型,而在开花期SPAD值与叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量的最佳数学模型分别为乘幂模型、指数模型和对数模型。 相似文献
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为探究冠层图像分析技术在冬小麦长势监测中应用,6个施氮水平的田间试验条件下,在冬小麦拔节期采集冠层图像,并同步测定冬小麦叶面积指数和叶片SPAD值.通过图像分析软件计算了冬小麦冠层覆盖度及红、绿、蓝亮度值等10种色彩指数,分析了叶面积指数及叶片SPAD值与色彩指数和冠层覆盖度的相关性,利用逐步回归方法构建了叶面积指数及叶片SPAD值的估算模型.结果表明:冬小麦拔节期叶面积指数与冠层覆盖度及几个色彩指数呈极显著相关;叶片SPAD值与红光标准化值等几个色彩指数呈极显著相关;利用叶面积指数估算模型计算的预测值与实测值的线性回归方程的决定系数为0.771,相对均方根误差为25.181％;利用叶片SPAD值估算模型计算的预测值与实测值的线性回归方程的决定系数为0.644,相对均方根误差为6.734％.相关分析和估算模型验证结果表明,基于冠层图像分析的冬小麦拔节期叶面积指数和叶片SPAD值的监测是可行的. 相似文献
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【目的】研究猕猴桃叶片叶绿素含量的高光谱估算方法,为猕猴桃长势的遥感监测提供理论依据。【方法】以陕西杨凌蒋家寨村2018年不同生育期(初花期、幼果期、膨果期、壮果期、果实成熟期)的猕猴桃叶片为研究对象,分别测定其高光谱反射率和叶绿素含量(SPAD值),分析原始光谱和5个常见的植被指数(归一化植被指数、归一化叶绿素指数、改进的叶绿素吸收反射率指数、MERIS地面叶绿素指数、土壤调整指数)与叶绿素含量之间的相关关系,提取各生育期的特征波段,分别建立基于特征波段和植被指数的单波段叶绿素含量一元线性估算模型。利用主成分分析对原始光谱数据进行降维,将得到的主成分得分作为随机森林模型的输入变量,建立基于多波段信息的叶绿素含量多元估算模型,并对模型进行精度验证和分析。【结果】不同生育期猕猴桃叶片光谱反射率变化趋势基本一致,整体趋势为可见光波段反射率低,近红外波段反射率高;在可见光波段,光谱反射率随着叶绿素含量的升高而降低;在近红外波段,光谱反射率则随着叶绿素含量的增加而升高。通过相关性分析可知,初花期、幼果期、膨果期、壮果期、果实成熟期原始光谱的特征波段分别为729,548,707,707和712 nm,估算模型决定系数(R~2)分别为0.18,0.85,0.54,0.85和0.82,其中初花期估算模型未通过显著性检验,其余生育期均通过极显著性检验。在5个常用植被指数中,初花期与叶绿素含量相关性最高的是归一化叶绿素指数(NPCI),但是估算模型决定系数R~2只有0.1,未通过显著性检验;其他生育期与叶绿素含量相关性最高的是MERIS地面叶绿素指数(MTCI),所建立的估算模型拟合效果好,预测精度高。基于主成分分析和随机森林回归建立的不同生育期猕猴桃叶片叶绿素含量估算模型的R~2在0.91～0.98,均通过极显著性检验,其拟合效果和预测精度远高于单波段一元线性回归和基于植被指数的一元线性回归模型,是估算猕猴桃叶片叶绿素含量的最优模型。【结论】基于主成分分析的随机森林模型包含了更完整的波段信息,对不同生育期猕猴桃叶片叶绿素含量具有较好的预测能力。 相似文献
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采用样方法研究了广东省始兴县车八岭国家级自然保护区林下植物叶绿素含量与林冠开度、林下散射光立地因子、叶面积指数之间的相关性以及不同物种林下植物叶绿素含量之间的差异度.结果显示:大叶新木姜Neolitsea levinei和黧蒴Castanopsis fissa叶片叶绿素含量随林冠开度增加而增加;黧蒴叶片叶绿素含量随林下散射光立地因子增加而增加;木荷Schima superba及唐竹Sinobambusa tootsik叶片叶绿素含量随叶面积指数增加而增加;它们均达到显著的线性相关(P﹤0.05).在同种条件下,种间叶绿素含量差异显著. 相似文献
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经抗旱型种子复合包衣剂ＪＡＷ处理的小麦种子，在干旱土壤中出苗提前、出苗率增加。苗期给予短期干旱胁迫时，经ＪＡＷ包衣处理的小麦具有较高的叶片相对含水量、水势、净光合速率和较低的质膜相对透性、丙二醛含量。同时，明显减小干旱造成的叶片叶绿素含量降低的幅度，显著提高反复干旱后的幼苗存活率。对于长期生长于干旱土壤上的小麦，ＪＡＷ包衣使群体在整个生育期内叶面积指数、干物质积累量都有明显增加 相似文献