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《基于自然光照反射光谱的温室黄瓜叶片含氮量预测》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、------------------------------------------------------------------------------------------------基于自然光照反射光谱的温室黄瓜叶片含氮量预测第20卷第6期2004年11月农业工程学报TransactionsoftheCSAEVol.20 No.6Nov. 200411张喜杰,李民赞※,张彦娥,赵 朋,张建平(中国农业大学“现代精细农业系统集成研究”教育部重点实验室,北京100083)摘 要:利用便携式光谱辐射仪测量了自然光照条件下温室黄瓜叶片的光谱反射率,并计算了反射率光谱的一次微分光谱。反射率光
2、谱以及一次微分光谱与叶片含氮量的相关分析表明,温室内光谱特性与叶片含氮量相关性最大的敏感波段分别是505～664nm和685～722nm。当利用原始光谱进行分析时,通过变量筛选得到了4个敏感波长,分别是568、596、640和664nm。偏最小二乘回归分析(PLSR)以及归一化颜色指数(NDCI)分析都表明,建模时的相关系数RC>0.800,模型验证时的相关系数RV>0.700。对微分光谱进行的相关分析结果表明,利用单一敏感波长520nm就可获得理想模型,建模时的相关系数为0.880,模型验证时的相关系数为0.787。对比原始光谱的PLSR模型与一阶微分光谱的一元线性回归模型可以
3、得知,原始光谱以及一阶微分光谱都可用于温室内叶片含氮量的预测,而且一阶微分光谱在一些特殊的波长处具有更——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------高的预测能力,这些模型将成为开发便携式作物长势诊断仪器的技术基础。关键词:近地遥感;叶片氮元素含量;温室栽培;多元回归分析(MLR);偏最小二乘回归分析(PLSR)中图分类号:TP722.4;S62 文献标识码:A 文章编号:1
4、00226819(2004)06200112040 引 言植物营养状况与光谱特性密切相关。Al-Abbas,etal(1974)研究了玉米在不同营养(N、P、K、Ca、Mg、S)胁迫下,不同叶位叶片的光谱特性,认为缺氮时叶绿素含量最低,光谱反射率的差异主要在530nm;Thomas和Gausman(1977)研究了包括黄瓜在内的8种作物在不同氮素营养水平下的叶片光谱特性,认为550nm处的叶片光谱反射率能很好的解释作物的叶绿素和类胡萝卜素含量;Walburg,etal(1982)研究认为玉米冠层的光谱测量可用于检测氮水平;周启发等(1993)、王人潮等(1993)、程乾等(2003)通过研究
5、认为水稻氮素营养与光谱特征有良好的相关关系,通过光谱测定可以诊断水稻不同的氮素水平。这些研究都证明在大田栽培条件下,采用遥感技术,根据植物光谱特性的差异可以诊断作物不同的营养状况。在设施园艺中番茄和黄瓜是主要的栽培作物,在生长过程中获取它们的生物信息、识别作物长势是非常必要的,本文企图在温室栽培中引进遥感和光谱分析技术。但是,由于受到温室材料吸收太阳光的影响,温室内光线的强度以及光谱的构成有别于大田栽培条件。在温——————————————————————————————————————-----------------------------------------------------
6、-------------------------------------------室内利用遥感技术观测植被时其观测范围将受限制,因此若想在温室栽培中引进遥感和光谱分析技术,必须进行一定的基础研究。本研究围绕设施园艺环境下,黄瓜生长过程信息获取展开。作为研究的第一步,采用光谱辐射仪,近距离测量生长中黄瓜叶片的高光谱数据,以揭示温室设施环境收稿日期:200420227 修订日期:2004205226基金项目:北京市科技计划项目(H020720030530);上海市科技兴农项目(20012228)资助作者简介:张喜杰,北京 中国农业大学“现代精细农业系统集成研究”教育部重点实验室,100083
7、。Email:hope_55555@163.com通讯作者:李民赞,博士,教授,博士生导师,北京 中国农业大学“现代精细农业系统集成研究”教育部重点实验室,100083。Email:limz@cau.edu.cn下黄瓜叶片的光谱反射率与其氮素含量间的相关关系,建立叶片光谱反射率与含氮量之间的数学模型,并用此模型去估测氮素含量,为实现温室生产过程监测管理的定量化和科学化打下基础。1 试验材料与方法试验场所在中国
