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为探究大范围小麦秸秆覆盖度(CRC)估测方法，以冬小麦秸秆为研究对象，基于Sentinel-2遥感卫星影像光谱指数、波段和纹理特征及其不同特征组合，利用灰色关联-随机森林(GRA-RF)敏感特征提取方法，结合高斯过程(GPR)、套索(LASSO)、岭回归(RR)和偏最小二乘(PLSR)等多种机器学习算法，开展小麦CRC估算的最优模型研究。结果表明，基于GRA-RF特征优选后的机器学习模型显著改善了小麦CRC的估算精度，LASSO算法总体对小麦CRC的估测效果最佳，并且针对不同的光谱特征组合表现出差异化的结果。其中，以光谱指数、波段和纹理信息构成的组合特征集构建的CRC遥感估算模型精度最优(r2=0.65,RMSE=9.25%),以波段与纹理两者组合特征估算的CRC精度次之(r2=0.63,RMSE=9.31%),仅利用单一的光谱指数、波段或者纹理特征估算冬小麦CRC的精度均劣于组合特征的结果。这说明应用GRA-RF组合筛选方法能够有效优选秸秆覆盖度的光谱特征；相比于单一特征，光谱指数、波段、纹理信息等构成的组合特征更能有效地监测小麦秸秆覆盖度... 相似文献
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基于冠层高光谱遥感的杂交水稻植被指数氮素营养诊断模型 总被引：2，自引：0，他引：2
以杂交水稻为研究对象,进行两因素裂区试验,主区为品种,副区为施氮水平,分析了4个植被指数（VIs）分别与叶片氮素含量（LNC）、叶片氮素积累量（LNA）和地上部氮素积累量（APNA）之间的相关性,并建立了以VIs为自变量的氮素营养诊断模型。结果表明,4个VIs和LNC、LNA之间均存在决定系数大于0.7的波段区域且波段区域一致,4个VIs和APNA之间的决定系数均较低,仅在0.2左右;比值植被指数（RVI）和LNC之间的决定系数最大值为0.886,对应的波段组合为 694 nm和763 nm;垂直植被指数（PVI）和LNC之间的决定系数最大值为0.869,对应的波段组合为 864 nm和483 nm;差值植被指数（DVI）和LNC之间的决定系数最大值为0.883,对应的波段组合为1 292 nm和1 258 nm;归一化植被指数（NDVI）和LNC之间的决定系数最大值为0.881,对应的波段组合为1 296 nm和1 220 nm。最佳的氮素营养诊断模型为叶片氮素含量诊断模型,其模型表达式为LNC=1E+03NDVI2- 132.55NDVI+3.72,建模集R2、RMSE和RE分别为0.879、0.357%和16.267%,测试集R2、RMSE和RE分别为0.895、0.331%和15.136%。 相似文献
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基于不同分析模型的大豆叶片SPAD值和LAI光谱估算比较 总被引：1，自引：0，他引：1
为探讨在大豆鼓粒期采用光谱技术估算叶片SPAD值和LAI的有效分析模型和方法，本研究以大田鼓粒期大豆为试验材料，在3个不同时段9:45～10:15(10AM)、11:45～12:15(12PM)和13:45～14:15(2PM)测量冠层全波段光谱反射率，并分别使用极限学习机(ELM)、偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)构建大豆叶片SPAD值和LAI估算模型，并对比不同模型分析结果的估算精度。结果表明：在各模型中，12PM和2PM测定的光谱反射率与大豆叶片SPAD值和LAI的拟合精度均高于10AM。基于RF的大豆叶片SPAD值估算模型验证集的R2为0.910,RMSE为2.006,MRE为3.684;基于RF的大豆LAI估算模型验证集的R2为0.916,RMSE为0.209,MRE为4.383,与ELM、PLSR和SVM相比，有更高的估算精度。综上结果说明大豆鼓粒期在11:45～12:15和13:45～14:15采用RF模型，运用全波段的光谱反射率估算大豆叶片SPAD值和LAI可得到较准确的结果。 相似文献
4.
通过两年氮水平田间定位试验,以先玉335(XY335)和利民33(LM33)为供试品种,系统监测群体产量构成、氮素吸收、分配和转运特征。结果表明,玉米子粒产量随着氮肥用量的增加呈先增后降的趋势,其中,N3(N300 kg/hm2)处理下产量最高,达14 354 kg/hm2。植株花后养分累积量和对子粒养分累积贡献率均随着施氮量的增加而增加,品种间比较,XY335和LM33氮素累积量的差异主要表现在开花以后,XY335比LM33具有更好的产量表现,且植株养分向子粒的转运效率更高。通过对两年两个品种不同氮水平下子粒产量进行拟合,获得一元二次方程y=-0.013x2+9.915 1x+12 186,R2=0.888 9,得出最佳经济施肥量为277.3 kg/hm2,其对应产量为13 936 kg/hm2。综合考虑土壤肥力和气候条件,东北中部黑土区氮肥用量280 kg/hm2时,可以实现春玉米14 000 kg/hm2产... 相似文献
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马铃薯产量的精准预测对于保障粮食安全具有重要作用。为实现快速精准获取马铃薯产量信息,研究利用无人机搭载可见光相机和多光谱相机,分别于马铃薯现蕾期、初花期、盛花期和终花期进行无人机RGB和多光谱影像的采集,并于收获期测定马铃薯产量。基于RGB和多光谱影像特征,对马铃薯产量与RGB指数和植被指数分别进行相关性分析,结合样本数量,筛选出相关性最高的前五个光谱指数作为模型输入变量,采用多元线性回归(Multiple linear regression,MLR)和随机森林(Random forest,RF)2种方法构建不同生育期和全生育期的估算模型,并进行对比,筛选出马铃薯产量估算的最优模型。通过RGB指数与植被指数结合可以提高马铃薯产量的估算效果,并且多元线性回归模型的反演效果要优于随机森林模型。最终产量的估算效果从高到低分别是盛花期>全生育期>终花期>初花期>现蕾期,马铃薯产量最优估算模型为盛花期以RGB指数与植被指数结合作为模型输入变量的MLR模型。测试集R2和RMSE分别为0.77、0.64 kg/m2;验证集R 相似文献
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为提高冬小麦冠层光谱对叶绿素含量的估算精度,以陕西省乾县冬小麦为研究对象,利用SVC-1024i光谱仪和SPAD-502型叶绿素仪实测了冬小麦冠层反射率和叶绿素含量,分析了一阶导数光谱、10种特征参数和9种植被指数与叶绿素含量的相关性,并利用主成分分析(PCA)对叶绿素敏感的可见光波段(390～780 nm)一阶导数光谱进行降维,将特征值大于1的主分量结合特征参数和植被指数形成不同的输入变量,用偏最小二乘回归和随机森林回归构建冬小麦冠层叶绿素估算模型,并利用独立样本对模型进行验证。结果表明,小麦冠层叶绿素含量与一阶导数光谱在751 nm处的相关性最高(r=0.71),特征参数中红边蓝边归一化(SDr-SDb)/(SDr+SDb)与叶绿素含量的相关性最高(r=0.66),植被指数(VI)中修正归一化差异指数(mND705)相关性最高(r=0.74)。在输入变量相同的情况下,基于随机森林(RF)回归的预测模型均优于偏最小二乘回归(PLSR)模型,其中PCA-VI-RF模型的各精度指标均达到最优(r2=0.94,RMSE=1.05,RPD=3.70),是冬小麦冠层叶绿素... 相似文献
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为了完善滨海稻区水稻机械旱直播稻高产栽培技术体系,保证产量米质同时尽量降低农业成本、降低劳动强度,提高农业生产效率、经济效益,为直播稻未来在滨海稻区发展提供理论依据。采用田间对比试验方法,研究了不同播种量对滨海稻区水稻机械旱直播产量、米质及经济效益的影响,探索滨海稻区水稻机械旱直播最佳播种量。结果表明,播种量为97.5 kg/hm2机械旱直播产量最高,加工品质较好,但稻米营养品质及食味值略低于播种量为120 kg/hm2;水稻机械旱直播比机插秧分别减产2.13 t/hm2、1.76 t/hm2、2.05 t/hm2,但效益比机插秧分别增加了0.144万元/hm2、0.218万元/hm2、0.118万元/hm2,处理2比处理1、3分别增加0.074万元/hm2、0.100万元/hm2。 相似文献
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基于高光谱遥感的水稻冠层吸收光合有效辐射的估算研究 总被引：2，自引：0，他引：2
利用高光谱遥感数据,对光谱反射率、一阶微分光谱及二阶微分光谱与吸收光合有效辐射（APAR）进行相关分析,并利用反射率、微分光谱、植被指数法研究了水稻冠层APAR的估算效果。结果表明,高光谱反射率、一阶微分光谱及二阶微分光谱的最优波段与APAR的相关性均极显著,一阶微分光谱能够更好的估算APAR,它与APAR在769 nm处的拟合决定系数为05218;5种植被指数所选的最优波段组合拟合方程的决定系数在0.67以上,其中以复归一化差值植被指数（758, 781）估算效果最好,决定系数达0.7585。 相似文献
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为了比较不同机器学习算法在干旱半干旱区春小麦叶片水分含量（leaf water content,LWC）遥感监测中的应用效果及筛选最佳波段组合,在田间尺度上,以春小麦冠层高光谱数据为基础,采用两波段组合形式,计算15种光谱参数（比值植被指数RVI、归一化植被指数NDVI、差值植被指数DVI和12种水分植被指数）,通过对抽穗期叶片含水量与光谱参数拟合效果进行对比与分析,分别构建了基于机器学习［人工神经网络（artificial neural network,ANN）、K近邻(K-nearest neighbors,KNN)和支持向量回归(support vector regression,SVR）］和光谱参数的春小麦LWC反演模型,并对模型精度进行验证,以确定有效波段组合。结果表明,小麦抽穗期LWC与冠层高光谱反射率（R784～950）、12种水分植被指数均显著相关（P＜0.01）;波段组合形式有效地优化了两波段指数的波段组合,在800～1 000 nm区间光谱参数（RVI1046,1057、NDVI1272,1279、DVI1272,1279）的波段组合计算明显提升了其对LWC的敏感性;在不同的机器学习算法中,基于两波段组合光谱参数的KNN算法所见模型对LWC的预测效果（r=0.64,RMSE=2.35,RPD=2.01）优于ANN、SVR两种算法。这说明两波段光谱指数和KNN算法在春小麦叶片水分含量的高光谱遥感估算中具有一定的优势。 相似文献
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采用4因素5水平二次通用旋转组合设计试验方法，研究密度(X1)与氮(X2)、磷(X3)、钾(X4)施肥量对紧凑型玉米极峰25制种产量和效益的影响，建立制种产量和经济效益目标函数与4因素之间的回归数学模型。通过模型解析与寻优表明，4个因素对产量和效益的影响顺序为氮肥>密度>磷肥>钾肥，且密度和氮肥交互作用对产量和效益的影响显著。提出制种产量≥8 250 kg/hm2和经济效益≥22 500元/hm2高产高效协同农艺措施优化方案：母本密度8.9万～9.6万株/hm2，平均9.3万株/hm2；施N量265.18～294.77 kg/hm2，平均280.0 kg/hm2；施P2O5量146.58～174.89 kg/hm2，平均160.7 kg/hm2；施K2 相似文献
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为筛选可用于干旱半干旱区春小麦冠层叶绿素含量估算的高光谱植被指数,2017年通过测定春小麦关键生育时期冠层的田间高光谱与叶绿素含量,利用光谱指数波段优化算法分别计算400～1 300 nm光谱波段中不同波段两两组合的比值光谱指数(ration spectral index,RSI)、归一化光谱指数(normalized difference spectral index,NDSI)、叶绿素指数(chlorophyll index,CI)、简化光谱指数(CI/NDSI,NPDI),并将这些参数及其他17个不同高光谱植被指数分别与实测冠层叶绿素含量进行Pearson相关分析,通过变量重要性准则筛选最优光谱参数,使用偏最小二乘回归法建立冠层叶绿素含量的预测模型。结果表明:(1)RSIs、NDSIs、CIs和NPDIs与冠层叶绿素含量的相关性都优于前人研究中定义的17种高光谱植被指数,并且冠层叶绿素含量与NDSI(R_(849),R_(850))、RSI(R_(849),R_(850)),CI(R_(849),R_(850))和NPDI(R_(849),R_(850))表现出强相关性。(2)用此4个优化光谱指数分别建模时,以CI(R_(849),R_(850))、 CI(R_(539),R_(553))、 CI(R_(540),R_(553))、 CI(R_(536),R_(553))为自变量的X-3模型预测精度最高(r~2=0.74,RMSE=0.272 mg·g~(-1))。(3)结合4个优化光谱指数构建的组合模型预测精度,其r~2=0.83,RMSE=0.187 mg·g~(-1)。 相似文献
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土壤盐渍化加剧会导致稻田水肥利用效率下降,对水稻产量造成较大影响。针对这一现象,利用市场上已有的新型酸碱平衡剂,试验分析施用不同用量（7.5 kg/hm2、15.0 kg/hm2、22.5 kg/hm2）酸碱平衡剂后稻田土壤pH值和电导率的变化,及对膜下滴灌水稻产量的影响。结果表明,施用新型酸碱平衡剂能显著降低土壤pH值和电导率,且在20~30 cm土层改良效果最佳;显著提高了膜下滴灌水稻有效穗数,达到增产的目的。综合考虑施用后的经济效益,15.0 kg/hm2的用量较为适宜。 相似文献
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以Y两优1号为材料，在湖南省浏阳市永安镇坪头村开展大田试验，研究不同施氮量(N0,0 kg/hm2;N150,150 kg/hm2;N225,225 kg/hm2)下施用冬闲杂草(折合干物质量W0,0 kg/hm2;W1,5 000 kg/hm2)对免耕水稻产量及生长生理特性的影响。结果表明，N0和N150水平下，与未施用冬闲杂草处理(W0)相比，施用冬闲杂草(W1)分别提高水稻产量28.8%和4.2%，增产的原因是有效穗数、每穗粒数、总颖花量和千粒重提高；N225水平下，W1处理降低水稻产量5.9%。N0和N150水平下，与W0处理相比，W1处理大幅度提高免耕水稻后期叶面积指数、干物质积累量、辐射利用率、净光合速率和SPAD值的同时，还提升了水稻叶茎鞘转运能力和收获指数；N225水平下，W1处理显著增加水稻的无效分蘖，降低成穗率，同时叶茎鞘转运能力降低，最终降低了水稻的每穗粒数、总颖花量和结实率。综上，在低氮(0～150 kg/hm2)水平下，施用冬闲杂... 相似文献
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为了探索滨海稻区水稻机械旱直播控缓释基肥与播种量最佳配置方案,并且保证产量同时尽量降低农业成本、降低劳动强度、提高农业生产效率、生态效益,为直播稻未来在滨海稻区发展提供理论依据。采用田间对比试验方法,研究了控缓释基肥与播种量配置对滨海稻区水稻旱直播产量的影响。结果表明,实际产量最高的是675 kg/hm2控缓释基肥与150 kg/hm2播种量配置的处理5,其次是540 kg/hm2控缓释基肥与195 kg/hm2播种量为配置的处理3,处理5比处理3增产4.41%。综上,合理的控缓释基肥与播种量配置能够满足水稻各时期生长发育对肥的需要,同时有效调节群体数量,大大提高了水稻机械旱直播产量。 相似文献
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为明确水分管理方式、施氮量和用种量对水直播稻生长发育特性、产量和苗期稻田杂草发生的影响,于2021年以卓两优1126为试验材料,采用再裂区试验设计,在湖南省浏阳市开展大田试验。以水分管理方式为主区,施氮量为副区,播种量为再副区。水分管理(播种至3叶1心期)设淹水(W1)和湿润(W2)2个处理;施氮量设0 kg/hm2(N0)、150 kg/hm2(N1)和195 kg/hm2(N2)3个处理;播种量设15.0 kg/hm2(D1)、22.5 kg/hm2(D2)和30.0 kg/hm2(D3)3个处理。结果表明,不同水分管理方式间苗期稻田杂草总数差异极显著,而不同施氮量和用种量处理间杂草总数差异不显著。W1处理水稻平均产量为8.5 t/hm2,显著高于W2处理;N1和N2处理间水稻平均产量差异不显著,但均显著高于N0处理;水稻产量随着用种量的增加而增加,但不同用种量处理间差异不显著。综上,水稻淹水直播条件下,施氮量为150 kg/hm... 相似文献
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选用3种类型且具有超高产潜力的杂交水稻品种(分别为籼粳杂交稻品种甬优1540、三系杂交籼稻品种蓉18优2348、两系杂交籼稻品种晶两优534)为试材，研究不同施氮量(N1,240 kg/hm2;N2,285 kg/hm2;N3,330kg/hm2)对水稻产量与氮素吸收能力的影响。结果表明，3个杂交稻品种产量对氮肥的响应存在较大的差异。甬优1540和蓉18优2348均在N3处理下产量最高，分别达16.83 t/hm2和15.64 t/hm2；晶两优534则在N1处理下产量最高，达12.54 t/hm2。在最高产施氮量条件下，甬优1540和蓉18优2348均拥有较高的单位面积有效穗数和穗粒数，分别达304.18万/hm2、279.39粒和324.28万/hm2、220.85粒，晶两优534则拥有较高的千粒重和结实率，分别达21.11 g和89.15%，且甬优1540的穗粒数和结实率均高于蓉18优2348和晶两优534... 相似文献
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氮肥水平与栽植密度对植稻土壤养分含量变化与氮肥利用效率的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
【目的】为解决水稻土壤保肥能力较弱,水稻产量较低,氮肥利用效率不高等问题,【方法】于山东省济宁市任城区水稻田设置氮肥水平与栽植密度双因素大田试验,设4个施氮量水平,即无氮(N1,0 kg/hm2)、低氮(N2,216 kg/hm2)、中氮(N3,288 kg/hm2)和高氮(N4,360 kg/hm2);栽植密度设3个梯度,即低密度(24万穴/hm2)、中密度(27万穴/hm2)和高密度(30万穴/hm2)。以探究不同氮肥水平和栽植密度下水稻成熟期土壤养分含量及氮肥利用效率的变化。【结果】随着土层加深,氮、磷、钾、有机质含量均明显下降。其中D3N4处理碱解氮含量下降了60.8%,D3N3处理速效磷含量降低了72.7%。随着施氮量增加,土壤pH值和有机质含量有所下降,速效钾含量升高,肥料偏生产力和氮肥农学利用效率降低,产量先升高后降低;随着栽植密度增加,土壤pH值与速效磷含量有所下降,表层土壤碱解氮含量略有升高,有机质含量与产量及肥料偏生产力均先升高后降低,氮肥农学利用效率降低。【结论】当栽植密度为27万穴/hm2时,氮肥用量288 kg/hm2,水稻产量最高,为14 615.3 kg/hm2;相同密度下氮肥按照216 kg/hm2施用,水稻产量、氮肥农学效率和肥料偏生产力均较高。研究结果可在实际生产中参考应用。 相似文献
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缓释氮肥减量配施和株距对机插杂交籼稻氮素利用的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
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为解决大田冬小麦叶片叶绿素含量估测模型精度低、通用性弱的问题,在获取冬小麦拔节期和抽穗期冠层红光波段反射率(BRred)和近红外波段反射率(BRnir)的基础上,计算归一化差值植被指数(NDVI)、差值植被指数(DVI)、比值植被指数(RVI)、土壤调节植被指数(SAVI)、改进型比值植被指数(MSR)、重归一化植被指数(RDVI)、II型增强植被指数(EVI2)和非线性植被指数(NLI)等8个植被指数。经统计分析,选择与叶片叶绿素含量(SPAD值)相关性较好的5个遥感光谱指标(NDVI、MSR、NLI、BRred和RVI)作为输入变量,建立了冬小麦叶片叶绿素含量的BP神经网络估测模型(WWLCCBP),并对估测模型进行精度验证。结果表明,WWLCCBP估测模型在拔节期估测的决定系数(r2)为0.84,均方根误差(RMSE)为5.39,平均相对误差(ARE)为9.87%。抽穗期的估测效果与拔节期较为一致。将WWLCCBP和高分六号影像... 相似文献
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长期定位氮肥减施对水稻产量和氮素吸收利用的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
在农业绿色发展的大背景下,我国肥料用量持续下降,提前实现了“到2020年化肥使用零增长”的目标。但长期降低肥料用量后,是否会对作物产量造成影响,需要进一步研究。本文基于8年的田间定位试验,以水稻为研究对象,设置N0（不施氮）、N160（氮肥用量160 kg/hm2）、N210（氮肥用量210 kg/hm2）、N260（氮肥用量260 kg/hm2,农民习惯施肥）、N315（氮肥用量315 kg/hm2）等5个施氮水平,研究长期氮肥减施对水稻产量和氮素吸收利用的影响。结果表明,与N260处理相比,N160处理产量逐年下降,且差异达显著水平;N210处理减产0.69%~1.34%,N315处理增产0.23%~0.26%或减产0.05%~1.92%,差异均未达到显著水平。可见,氮肥过量或不足,水稻产量均存在下降的风险。相关分析表明,施氮量为237.39 kg/hm2时,籽粒吸氮量最高;施氮量低于232.64 kg/hm2时,氮素收获指数保持在70.31%;施氮量为230.73 kg/hm2时,氮肥当季回收利用率最高为38.89%;施氮量为227.63 kg/hm2时,氮肥农学效率最高为15.56 kg/kg。减少氮肥用量后,氮肥偏生产力和生理利用率均有所提高。土壤供氮占水稻吸氮量的53.36%以上,施氮量低于225.95 kg/hm2时,存在消耗土壤氮库的风险。综合考虑产量和多年平均肥料利用率等数据,试验区适宜的氮肥用量为225.95~232.64 kg/hm2,可实现长期稳产增效。 相似文献