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1.
基于无人机多光谱遥感的冬小麦叶绿素含量反演及监测 总被引：2，自引：2，他引：0
旨在实现冬小麦各生育期叶绿素含量的准确估测,探究其时空变化规律。利用无人机获取冬小麦越冬期、返青期、拔节期、孕穗期和灌浆期的高分辨率多光谱图像,同时采集地面SPAD数据。选取三类光谱参数建立反演模型,优选出各生育期的最佳预测模型,并定量监测试验区冬小麦叶绿素含量时间变化和空间分布。结果表明：原始波段模型和波段倒数对数模型分别为越冬期及其他生育期叶绿素含量预测的最佳模型,拟合精度R2>0.59;时空分布上,灌浆期前试验区冬小麦叶绿素含量呈南北高、中部低特点,灌浆期则呈北高南低的趋势,叶绿素含量从越冬期到拔节期逐步增加,拔节期到孕穗期开始降低,孕穗期到灌浆期则大幅度降低。本研究建立的倒数对数预测模型,精度较高,且适用于返青到灌浆的4个生育期,对于试验区冬小麦叶绿素含量有较好的时空监测效果。 相似文献
2.
比较筛选水稻冠层SPAD值估测模型，为无人机多光谱遥感反演水稻SPAD值提供依据。利用无人机获取水稻拔节期、抽穗期、乳熟期的冠层多光谱影像，选取7种常用的植被指数，利用3种回归方法建立基于植被指数的水稻叶片SPAD值反演模型。结果表明，在不同生育期与水稻叶片SPAD值相关系数最高的植被指数不相同，拔节期最高的是GNDVI，抽穗期最高的是CIGreen，乳熟期最高的是CIRededge。抽穗期是水稻叶片SPAD值反演的最佳时期，模型具有较好的建模精度和估测效果，其中多元线性回归的建模精度较高，偏最小二乘回归模型的估测效果最好。试验结果可为水稻长势的实时无损监测提供参考。 相似文献
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稻瘟病胁迫下水稻叶片叶绿素含量与光谱特征参数的相关性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为实现受稻瘟病侵染水稻叶片叶绿素含量的高光谱反演,以‘陵两优268’为研究对象,测定受稻瘟病侵染的85个水稻叶片样品的叶绿素含量和高光谱反射率,分析受稻瘟病侵染的水稻叶片高光谱反射率与叶绿素含量间的相关关系,使用线性与非线性回归技术建立叶绿素含量反演模型。结果显示:叶绿素含量与原始光谱及一阶导数光谱的敏感波段分别发生在700 nm和752 nm,基于光谱特征参数SDr的回归模型均方根误差为1.27,平均相对误差为10.2%。研究表明受稻瘟病侵染水稻叶片光谱反射率差异明显,基于光谱特征参数SDr的回归模型预测叶绿素含量具有较高的精度。 相似文献
4.
为建立玉米洪涝灾害遥感监测和评估技术,本研究开展不同生育期不同程度的模拟试验,持续活体监测叶片叶绿素、冠层光谱和覆盖度并测产。结果表明,拔节期洪涝胁迫可显著降低叶绿素含量,最大程度相对变化值达-56.30%,吐丝期胁迫对叶绿素无影响,灌浆期胁迫促使叶绿素下降但并不明显。洪涝胁迫能降低覆盖度,拔节期影响最大,胁迫严重的覆盖度仅46.33%,吐丝期次之,灌浆期较小。洪涝胁迫造成的减产,生育前期影响比后期严重。拔节期和吐丝期各波段反射率与洪涝胁迫程度呈负相关关系,近红外平台波段达到极显著水平,绿峰波段次之,达到显著水平。灌浆期各波段反射率与洪涝胁迫程度呈正相关关系,相关性未达到显著水平。与胁迫程度呈极显著相关的光谱反射率和植被指数可以用于监测玉米洪涝灾害。最终基于胁迫之后与胁迫前的结构不敏感色素指数SIPI的差值DSIPI,建立拔节期和吐丝期洪涝胁迫产量损失率评估模型。 相似文献
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基于高光谱遥感的玉米叶片SPAD值估算模型研究 总被引：1，自引：0，他引：1
灌浆期玉米叶片叶绿素含量对玉米光合作用及产量形成具有重要作用。为通过高光谱特征准确、高效估测玉米叶片叶绿素含量,以SPAD值表征叶绿素相对含量,构建了基于光谱特征参数的传统回归模型、基于全谱和光谱特征参数的PLSR模型和BP神经网络模型,并进行了比较分析。结果表明：基于全谱构建的PLSR模型SPAD值拟合效果最好（R 2=0.910,RMSE=2.071）,而基于光谱特征参数所建立的PLSR模型拟合效果可达到与全谱PLSR模型相近的水平。但后者的实测值与预测值拟合效果（R 2=0.867,RMSE=2.581,RPD=2.628）优于全谱PLSR模型,且建模时间短,模型复杂程度降低。BP神经网络模型相较于两种PLSR模型预测效果略差,但优于传统回归模型。综合来看,基于光谱特征参数建立的PLSR模型估测效果最好。 相似文献
7.
基于吸收、透射和反射光谱预测水稻叶绿素含量研究 总被引：1，自引：0，他引：1
选择基于吸收率和透射率的叶绿素含量定量反演波段组合,构建叶绿素含量光谱估测模型寻找基于吸收、透射和反射光谱预测叶绿素含量的波段。以3个水稻品种临稻11,圣稻13和阳光200为材料,进行田间实验。比较水稻叶片吸收、反射及透射光谱曲线和一阶导数光谱曲线,发现440、480、630nm和681nm为叶绿素吸收峰的实际发生波段位置,其中630nm波段处的叶片光谱吸收率(A)、透射率(T)和反射率(R)之间相关性最好。比较三者之间的相关性,吸收率与透射率的相关性最强。630nm波段处的叶片光谱吸收率、透射率和反射率与叶绿素含量之间的相关性均达到极显著水平。回归分析表明基于440、480nm和681nm3个波段光谱吸收率线性模型,440、480nm和630nm3个波段光谱透射率线性模型估测叶绿素a含量,480、630nm和681nm3个波段光谱透射率线性模型估测叶绿素b含量,与单独使用630nm光谱变量估测叶绿素含量比较,在4个生育期估测精度均有显著提高,其中以叶绿素a和叶绿素总量的估测效果最好。 相似文献
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棉花苗期冻害高光谱特征研究 总被引：4，自引：3，他引：4
通过盆栽、霜箱模拟冻害,结果表明:冻害棉苗叶绿素含量、光合、蒸腾速率显著低于对照组。叶绿素含量与高光谱特征相关分析表明对照组高相关波段集中在红、近红外波段,而冻害组集中在蓝、绿、红波段。根据相关系数及高光谱反射率、一阶导数、倒数后对数三类特征值差异显著性分析,反射率、一阶微分不易选取冻害胁迫诊断波段,利用反射率倒数后对数,B696、B720、B768、B845可作为诊断波段。由诊断波段的反射率值计算的植被指数与叶绿素含量相关性要比单一波段更高,由倒数对数和一阶微分值计算的植被指数与叶绿素含量相关性反而低于单一波段。利用诊断波段的倒数后对数光谱特征值用于反演苗期冻害叶片叶绿素含量。 相似文献
9.
基于随机森林法的棉花叶片叶绿素含量估算 总被引：3，自引：0，他引：3
为了高效和无损地估算棉花叶片的叶绿素含量,本研究测定了棉花光谱反射率及叶绿素含量(soilandplant analyzerdevelopment,SPAD)值,对光谱数据进行包络线去除处理、立方根转换和倒数转换,以SPAD值与反射光谱之间的相关性为基础,通过随机森林法筛选出对棉花叶片SPAD值影响较大的特征波段,构建估算棉花叶片SPAD值的BP神经网络(back propagation artificial neural networks, BP ANN)、偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)两个模型。结果表明,在605～690nm范围内的反射率与SPAD值相关性达0.01显著水平,均呈负相关,相关系数最高值为-0.619。与原始光谱相比,经过变换后的棉花反射率与SPAD值相关性结果相差较大,其中去除包络线光谱在550～750 nm波段范围有效提高了相关性,相关性效果优于倒数转换数据和立方根转换数据。随机森林法能够有效评出对SPAD值影响较大的特征波段,进而提高模型估算精度。在两种模型中,基于去除包络线光谱建立的PLSR和BP神经网络模型的决定系数R~2分别为0.92、0.83,说明这两种模型的估算能力较好;两种模型RMSE分别为0.88、1.26, RE分别为1.30%、1.89%,表明PLSR模型的估算精度比BP神经网络模型高。从模型的验证效果来看,PLSR模型在估算棉花SPAD值方面有一定的优势和参考价值。 相似文献
10.
为了通过吸收光谱快速测量SO2胁迫下水稻叶片超氧化物歧化酶活性,采用小区试验研究了SO2毒害环境下水稻叶片超氧化物歧化酶活性与吸收光谱变量的相关性。结果表明：在整个生育期,相关曲线存在2个的波峰点,位于520~550 nm和720~750 nm 2个波段之间。计算720~ 750 nm和520~550 nm波段光谱吸收率的平均值
11.
为在计算机上实现水稻叶片颜色的虚拟显示,建立水稻叶片颜色R(red) G(green) B(blue)组分随叶片叶绿素相对含量SPAD值动态变化的模拟模型。本研究以生产上推广的‘金优458’和‘中嘉早35’ 2个水稻品种的主茎叶色为研究对象,分别研究了2个水稻品种的叶绿素SPAD值随生育进程的动态变化规律和叶色RGB组分与SPAD值间的关系,并用Microsoft Excel软件进行了曲线拟合。研究结果表明,2个不同的水稻品种在返青至抽穗期内,SPAD值随有效积温的增加而增大,两者近似线性关系;SPAD值在20~50范围内,叶片的RGB组分与SPAD值也呈线性关系,并由拟合的曲线得到了叶色R、G、B与SPAD的水稻叶色模拟模型。通过对模型的检验,其RMSE均方根差值分别为4.56、4.73和3.55,它们之间呈极显著相关性;表明该模型可以用SPAD值的动态变化来描述水稻叶色的变化过程。 相似文献
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[Object] To setup the hyperspectral sensing models for estimating SPAD value of cotton leaves under waterlogging stress. [Method] Irrigation and drainage controllable plots were introduced to simulate the waterlogging stress treatment in the flowering and boll forming stage, during which the change characteristics of the cotton leaf spectral reflectance and SPAD value were observed after 1 d, 3 d, 6 d, 9 d waterlogging, respectively. To find out the hyperspectral sensing models for estimating SPAD value of cotton leaves under waterlogging stress, the correlation and regression relationships between SPAD value and spectrum parameters were analyzed. [Result] (1) The SPAD value of the fourth cotton leaf from the top was significantly lower than control when suffers from waterlogging for 3 d, when waterlogged 9 d the SPAD value decreased by around 15% compared with the control. (2) The cotton suffering from waterlogged damage in the flowering and boll forming stage caused the reflection peak in green light wave band became steep, while the near infrared spectral reflectance increased, and caused the reduction of red absorption and red edge position "blue shifts", the red edge position drifts towards short wave with 4～5 nm when suffers from waterlogging for 9 d. With increase of the waterlogged days, the red edge slope and red edge area increased with a maximum value at 6 d of waterlogging, meanwhile, the skewness and kurtosis of red edge increased. (3) After waterlogging, the SPAD value of the fourth cotton leaf from the top (chlorophyll content) had a remarkable correlation with red edge slope(Dr), red edge position(λr), green peak reflection(Rg), green peak position(λg), red well position(λo), blue edge area(SDb), yellow edge skewness(Sy), yellow edge kurtosis(Ky), red edge skewness(Sr), red edge kurtosis(Kr), etc. An experience linear, polynomial and exponential models for estimating SPAD value had been built through using the Sy, Sr, Kr as independent variables, respectively, their determination coefficient (R2) were greater than 0.9, and the root mean square error (RMSE) were less than 1; and an experience binary linear regression equation for estimating SPAD value had been built through multivariate regression using the λg, SDr/SDb(VI3), Sb, Sy, Ky as independent variables, the R2 was as high as 0.973, and the RMSE was 0.393. [Conclusion] The model can be remote sensing model used as estimating leaf SPAD of cotton value under waterlogging stress. 相似文献
13.
研究了β-1,3-葡聚寡糖对水稻生理特性及产量和品质性状的影响,探讨了不同浓度β-1,3-葡聚寡糖处理水稻叶片SPAD值、根系伤流量、丙二醛含量及稻米产量和品质的变化。结果表明：在孕穗期和抽穗期施用适宜浓度的β-1,3-葡聚寡糖可以有效提高水稻叶片SPAD值和根系伤流量,降低丙二醛含量,并具有提高稻谷产量和改善稻米品质的作用。其中,SPAD值和根系伤流量的变化说明β-1,3-葡聚寡糖具有提高水稻叶绿素含量和增强根系活力的作用;而丙二醛含量的降低则间接表明β-1,3-葡聚寡糖在提高水稻抗病能力等方面可能也具有一定作用,还有待进一步深入研究。本研究结果可为β-1,3-葡聚寡糖在水稻生产中的应用提供参考,对促进生物农业的健康快速发展具有重要意义。 相似文献
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棉花上部叶片叶绿素SPAD值动态变化研究 总被引：13，自引：2，他引：11
为了探索利用叶绿素SPAD值在不同生育阶段进行棉花营养诊断的方法,以2个早熟品种（‘中棉所36’、‘中棉所50’）和2个中熟品种（‘中棉所41’、‘鲁棉28’）为对象,研究了棉花主茎倒1至倒4叶在全生育期的叶绿素SPAD值动态变化,并研究了氮、磷施用量对鲁棉28蕾期、花期和吐絮期主茎功能叶的SPAD值影响。结果表明：2个早熟品种的棉花主茎叶全生育期SPAD值呈现倒一叶<倒二叶<倒三叶<倒四叶的规律,2个中熟品种在盛铃期以前主茎4片叶SPAD值也呈现和早熟品种一样的规律,但盛铃期以后SPAD值叶序变化不规则。在吐絮前,棉花主茎倒四叶SPAD值可以作为棉株营养诊断的参考,早熟品种棉花主茎倒一叶或倒二叶吐絮前10天和吐絮后10天左右的SPAD差值大小可以作为棉株衰老程度的参考值,中熟品种棉花主茎倒三叶吐絮前15天和吐絮后15天左右的SPAD差值大小可以作为棉株衰老程度的参考值。本试验条件下,纯氮用量高于270 kg/hm2,吐絮期主茎功能叶SPAD值与不施氮处理差异极显著,高氮处理利于主茎功能叶在吐絮期维持较高的SPAD值;纯P2O5用量在120 kg/hm2即能使吐絮期主茎功能叶维持较高的SPAD值,增加磷肥用量SPAD值反而下降。 相似文献
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采用SPAD仪进行甜菜氮素营养诊断技术研究 总被引：4，自引：2，他引：2
为研究甜菜大田栽培及生产过程中氮素的营养状态,以便及时补充氮素亏缺,使用SPAD-502仪(soil plant analysis development)测定了甜菜叶片不同叶位和叶序的SPAD值,发现SPAD值的分布特点及其规律性,建立了基于SPAD值的氮素营养快速诊断方法。试验设计了室内盆栽及田间试验,对不同基因型、不同发育阶段甜菜叶片不同叶位叶序的SPAD值进行测定,统计并分析SPAD值与叶片的叶绿素含量及植株全氮含量的相关性。结果表明：甜菜叶片SPAD值在不同叶位及叶序上有差异,其中叶片尖部SPAD最大值出现的次数与叶片侧缘部和叶片基部相比较有较明显优势,施氮及不施氮处理均达到50%以上;4~6片真叶期后最高叶片SPAD值与测得的同株叶片的SPAD值有较显著的相关性,所以最高叶片的叶片尖部可作为甜菜叶片SPAD值的最适测定部位;增加施氮量能提高叶片SPAD值;不同品种间叶片SPAD值也有差异;SPAD值与不同发育阶段甜菜叶片的叶绿素含量以及植株全氮含量分别建立线性方程,拟合后发现叶片SPAD值和总叶绿素含量之间为极显著相关,与植株含氮量之间为相关性显著。因此,利用叶片SPAD值可实时监测甜菜生长与光合效应,进行氮素营养的快速诊断。 相似文献
16.
为探究稻鱼共作系统对水稻叶绿素含量（SPAD值）、荧光参数及产量的影响,设置9000（M1）、15 000（M2）和21 000尾/hm2（M3）稻田鱼放养密度,以水稻单作为对照（CK）,测定水稻不同生育期叶片SPAD值、叶绿素荧光参数和水稻产量及其构成要素。结果表明,与CK相比,在水稻分蘖期和成熟期,各处理叶片光合系统Ⅱ的最大光化学量子产量（Fv/Fm）和潜在光化学活性（Fv/Fo）均显著提高,且成熟期M1和M2处理的剑叶非光化学猝灭系数qN和NPQ均显著降低;抽穗期各处理SPAD值均比CK显著提高。与CK相比,各处理结实率均显著提高,实际产量均增加,田鱼产量表现为M2>M3>M1,但无显著差异。相关性分析表明,水稻叶片SPAD值、Fv/Fo、Fv/Fm与有效穗数、结实率和产量呈显著正相关,qN和NPQ与穗粒数呈显著负相关。综上,稻鱼共作系统提高了光能转化效率,减少了光能热耗散,改善了水稻的光合特性,有利于稳定及提高水稻产量。本试验中稻田鱼15000尾/hm2为适宜的放养密度。 相似文献
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为研究极端干旱区葡萄微喷条件下不同喷水时长对葡萄叶片SPAD值和叶绿素含量的影响,通过对葡萄各生育期叶绿素含量和SPAD值的测定,分析不同喷水时长处理下的SPAD值日变化及连日变化特征、SPAD值与叶绿素含量相关性及统计检验。结果显示,在不同喷水时长条件下,各处理的SPAD值呈先减小后增大的变化趋势,日变化值在40.1~45.1之间,其中,每天喷水1 h处理（WP1）的SPAD值(43.5)日平均值最高,其次是每天喷水2h处理（WP2）和每天喷水3 h处理（WP3）,分别为42.9和42.6,对照处理（CK）的SPAD值最低(41.2)。葡萄叶片SPAD值与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量间均达到极显著正相关关系,其回归方程分别为Ca=0.0915VSPAD-1.787、Cb=0.0682VSPAD-1.9327、Ct=0.1597VSPAD-3.7197,表明利用SPAD值预测叶绿素a含量、b含量与总叶绿素含量是可行的,为快速测定大田葡萄叶片叶绿含量提供了新的方法。 相似文献
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基于数码相机的水稻氮素营养诊断 总被引：3，自引：0，他引：3
作物叶片的颜色与其氮素营养状况密切相关,因此可以用叶片的绿色程度来反映其氮素水平。为了量化水稻叶片颜色特征并建立其与氮素营养状况间的关系,使用数码相机拍摄了不同品种、氮肥用量的水稻叶片图像,并比较了3个图像特征参数色相(H, Hue)、明度(V, Value)、深绿色指数(DGCI)与SPAD值及水稻叶片含氮量的关系。结果表明,H、V、DGCI与SPAD值间存在良好的线性关系,拔节期、孕穗期DGCI和SPAD值间的决定系数分别为0.62**、0.60**。同时,3个特征参数和叶片含氮量间也存在良好的线性关系,孕穗期H、V、DGCI与叶片含氮量间的决定系数分别为0.53**、0.63**、0.59**。利用图像特征参数对水稻进行氮素营养诊断时选择孕穗期较好,3个特征参数中V较稳定,与水稻氮素营养间关系最好。 相似文献