基于荧光参数的棉花水分状况的高光谱遥感监测研究.pdf

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1、分类号：密级：公开学号：2015201205单位代码：10759石河子大学硕士学位论文基于荧光参数的棉花水分状况的高光谱遥感监测研究学位申请人刘馨月指导教师王登伟教授申请学位门类级别农学硕士学科、专业名称作物栽培学与耕作学研究方向作物栽培生理及其遥感应用所在学院农学院中国·新疆·石河子2018年6月TheStudyonHyperspectralRemoteSensingMonitoringofHydro-RegimeinCottonBasedonFluorescenceParametersADis

2、sertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofAgriculturalByLiuXin-yue（CropCultivationPhysiologyandItsApplicationinRemoteSensing）DissertationSupervisor:Prof.WangDeng-weiJune,2018石河子大学学位论文独创性声明及使用授权声明学位

3、论文独创性声明本人所呈交的学位论文是在我导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示谢意。使用授权声明本人完全了解石河子大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文在学校图书馆保存并允许被查阅。有权自行或许可他人将学位论文编入有关数据库提供检索服务。有权将学位论文的标题和

4、摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。摘要【研究目的】：通过设置不同灌水量处理，研究两个棉花品种四个水分处理下不同关键生育时期的反射光谱和叶绿素荧光参数的变化特征，建立荧光参数与光谱参数的相关关系。为高光谱遥感实时、准确监测新疆棉花的水分状况，提供理论依据。【研究方法】：采用FiledspecProFR2500型背挂式地物高光谱辐射仪(ASD，USA)测定严重缺水灌3-23-23-2溉I1（1050m·hm）、缺水灌溉I2（2160m·hm）、适量灌溉I3（4320m·hm）和充分灌溉I

5、43-2（6300m·hm）下棉花新陆早45号和新陆早62号两个棉花品种不同关键生育时期的冠层反射光谱数据，分析并计算一系列高光谱变量；同时利用PAM-2100便携式叶绿素荧光分析仪（Walz,Effeltrich，Germany）同步测定两棉花品种关键生育时期的叶片荧光参数；棉花收获期分别获取各水分处理下棉花两个品种的产量及纤维品质信息。分析光谱变量与各指标间的相关关系，建立监测棉花水分状况的高光谱遥感模型。【研究结果】：（1）两个棉花品种的籽棉产量均随着灌溉量的增加而增大，即I4>I3>I2>

6、I1。新陆早45号的籽棉产量在I3和I4处理下显著高于干旱处理（I1和I2），而新陆早62号的籽棉产量在4个水分处理之间存在极显著差异。在干旱胁迫与正常水分处理下的棉花纤维的上半部平均长度、整齐度指数、断裂比强度和伸长率均随着水分灌溉量的增加而增大，马克隆值随着干旱胁迫的严重程度而增大，且不同水分处理间的上半部平均长度、整齐度指数、断裂比强度、马克隆值和伸长率的差异均达到显著（p<0.05）或极显著（p<0.01）水平。表明两个棉花品种的籽棉产量和纤维品质指标在不同的水分梯度间有显著或极显著差异，

7、证明水分梯度设置有效，可以进一步进行高光谱对棉花干旱状况的监测研究。（2）两个棉花品种冠层的反射光谱变化趋势在不同水分处理下相似，且Dλred（红边斜率）和Sred（红边面积）均随着水分灌溉量的增加显著增大。表明通过红边参数能够有效的监测棉花冠层的水分状态。两个棉花品种在盛花期和盛铃期的十个植被指数分别与皮棉产量呈极显著正相关或负相关（p<0.01）。其中与两个棉花品种皮棉产量相关性最大的植被指数均出现在盛铃期，分别对应为RVI和MSAVI（r45-RVI=0.8990**，r62-MSAVI=0

8、.9910**，n=20，p<0.01）。（3）两个棉花品种的荧光参数Fm'和Yield的日变化趋势呈“V”型，在14:00降到最小值，1-qP和qN的日变化趋势一致，呈现先升高后降低的趋势，大多在14:00达到最大值。对盛铃期的各荧光参数进行方差分析，结果表明qP受干旱胁迫的影响而降低，而qN因受干旱胁迫的影响增加。两个棉花品种盛铃期的荧光参数与植被指数呈现不同程度的显著或极显著相关。棉花新陆早62号盛铃期的单叶荧光参数Fv/Fm与冠层高光谱反射率在350-514nm、612-6