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1、第29卷第12期生态学报Vol.29,No.122009年12月ACTAECOLOGICASINICADec.,2009水稻上部叶片叶绿素含量的高光谱估算模型3杨杰,田永超,姚霞,曹卫星,张玉森,朱艳(南京农业大学江苏省信息农业高技术研究重点实验室,江苏南京210095)摘要:叶片叶绿素(Chl)状况是评价植株光合效率和营养胁迫的重要指标,实时无损监测Chl状况对作物生长诊断及氮素管理具有重要意义。以不同生态点、不同年份、不同施氮水平、不同类型水稻品种的4个田间试验为基础,于主要生育期同步测定了水稻主茎顶部4张叶片的高光谱反射率及Chl含量,并计算了350～2
2、500nm范围内任意两波段组合而成的比值(SR[λ1,λ2])和归一化(ND[λ1,λ2])光谱指数以及已报道的对Chl敏感的光谱指数,进一步系统分析了叶片Chl含量与上述光谱指数之间2的定量关系。结果表明,红边波段的比值和归一化光谱指数可以较好地预测水稻上部4叶的Chl含量(R>0.9),但对于不同Chl指标其最佳组合波段有所差异。估算叶绿素a(Chla)、叶绿素总量(Chla+b)和叶绿素b(Chlb)的最佳比值光谱指数分别2为SR(724,709)、SR(728,709)和SR(749,745),方程拟合决定系数R分别是0.947、0.946、0.905
3、;最佳归一化光谱指数分别为2ND(780,709)、ND(780,712)和ND(749,745),R分别是0.944、0.943、0.905。引入445nm波段反射率对上述光谱指数进行修正,可以降低叶片表面反射差异的影响,提高模型的应用范围。利用不同年份独立的试验资料对所建模型进行了检验,结果表明,修正型比值光谱指数mSR(724,709)、mSR(728,709)和mSR(749,745),以及修正型归一化光谱指数mND(780,709)、mND(780,712)和mND(749,745)预测Chla、Chla+b和Chlb的效果更好,其测试的RMSE分别
4、为0.169、0.192、0.052、0.159、01176、0.052,RE分别为8.18%、7.74%、13.01%、8.26%、7.59%、12.96%,均较修正前降低,说明修正后的光谱指数普适性更好。关键词:水稻;叶位;叶绿素含量;高光谱遥感;光谱指数文章编号:100020933(2009)1226561211中图分类号:Q948文献标识码:AHyperspectralestimationmodelforchlorophyllconcentrationsintopleavesofrice3YANGJie,TIANYong2Chao,YAOXia,CAO
5、Wei2Xing,ZHANGYu2Sen,ZHUYanJiangsuKeyLaboratoryforInformationAgriculture,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,Jiangsu,ChinaActaEcologicaSinica,2009,29(12):6561～6571.Abstract:Leafchlorophyll(Chl)statusisakeyindexforevaluatingcropphotosyntheticefficiencyandnutritionalstress.Non
6、2destructiveandquickassessmentofleafChlstatusisneededforgrowthdiagnosisandnitrogenmanagementincropproduction.TheobjectiveofthisstudywastodeterminetherelationshipbetweenleafChlconcentrationandspectralreflectancecharacteristics,andtodevelopusefulhyperspectralindicesfornondestructivean
7、dquickestimationofChlinrice(Oryzasativa).Fourfieldexperimentswithdifferentnitrogenapplicationratesandricecultivarswereconductedatdifferenteco2sitesoverthreeyears.Timecoursemeasurementsweretakenonhyperspectralreflectanceof350～2500nmandChlconcentrationinfourtopleaves,andthesimpleratio
8、spectralindex(SR[λ1
