不同株型冬小麦冠层结构特征多时相分析.pdf

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1、第26卷2010证第7期7月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．26No．7Jul．2010227不同株型冬小麦冠层结构特征多时相分析杨贵军1，邢著荣L2，黄文江1，齐腊1，李伟国1(1．国家农业信息化工程技术研究中心，北京100097：2．山东科技大学摄影测最与遥感系，青岛266510)摘要：同一株型不同生育期、不同株型相同牛育期其结构参数均具有不同的变化特点，了解其变化，一方面有利于区分不同株犁结构，进一步提高LAJ(叶面积指数)等指标参数的遥感反演精度，另一方面可用于定量作物肥水管理，提高肥水利

2、用效率。该文结合冬小麦整个生育期，在北京小汤山试验基地开展两期品种试验，对比分析实测冠层多角度光谱及结构参数，得出通过多角度光谱数据区分株型的最佳波段是红光波段，两期LAJ与平均叶倾角(ALA)变化均表明，最佳时期为拔节期；起身期至拔节期所选试验品种均体现直立型品种LAJ大‘r披散型品种。2009年试验表明利用J4114月底L舢变化趋势筹异也叮较好的区分作物株型：披散型品种9428特征尺度变化}}{现“跷板”效应，可以作为株型识别的依据之一。关键词：结构分析，光谱分析，识别，株型，叶面积指数，多角度，冬小麦doi：10．3969

3、／j．issn．1002—6819．2010．07．039中图分类号：S127文献标识码：A文章编号：1002—6819(2010)一07-0227—08杨贵军，邢著荣，黄文江，等．不同株型冬小麦冠层结构特征多时相分析[J】．农业工程学报，2010，26(7)：227--234．YangGuOun，XingZhurong，HuangWenjiang，eta1．Analysisofwinterwheatcanopystructurefordifferentplanttypesofgrowthpefiod[J]．Transactio

4、nsoftheCSAE，2010，26(7)：227--234．(inChinesewithEnglishabstrac00引言农田参数的准确获取足提高遥感反演精度的前提，其定量化估算对于农业、生态、气象等应用具有十分重要的意义⋯。目前通过遥感数据估测植被参数主要有统计模型和包括辐射传输模型的物理方法两大类，由于辐射传输模型能够解释基于物理规律的冠层内部的辐射传输及交互作用，因此它可以更精确的表示植被生理生化变量和冠层反射之间的联系【2】。植被理化参数的时空分布是重要的模型输入参数。由于同一株型品种不同生育期、不同株型品种相同生

5、育期(肥水、土壤、管理等外界差异除外)，均具有不同的冠层结构，导致冠层光谱特征的不均一性，使得在相同叶面积指数条件下植被覆盖度有着明显的差异，而植被覆盖度相同的条件下叶面积指数的大小又凶株型不同而有所不同，即作物生化组分等参数的反演除了受生育期影响外，很大程度上还受到株型的影响和限制，因此准确识别不同株型对于减小遥感反演作物理化参量因株型产生的误差具有非常莺要的意义【31。株型多年来一直是作物生理、栽培及育种等学科研究的热点。所谓株型是指植株个体在空间的几何分布，是构成冠层结构的重要因素之一【4】。国内外利用不同株型的小麦、玉米

6、及水稻开展了大量关于冠层结构与光分布规律的研究【5。71，近年来应用遥感技术识别株型也有较多收稿日期：2010-03-01修订日期：2010-06—21基金项目：国家自然科学摹金(40901173，40701I19)：国家高技术研究发展计划(2007A．AIOZ201，2006AAl02201)；中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室开放基金(2009Ⅺ_JJ020)作者简介：杨贵，犁(1976一)，男，副研究员，土要从事定量遥感应用，图像分析处理。3s集成开发及资源遥感监测等相关研究。北京国家农业信息化工程技术研究中心

7、，100197。Emaihguijtm．yang@163．Gotn研究，如卢艳丽分析了冬小麦不同品种的光谱响应，得出拔节和孕穗期平展型品种高于直立型品种，随生育期推进差异减弱；拔节期植被覆盖度小，且株型特点明显，是小麦株型识别的最佳时期【3】。Laurent等分析了不同树种(1aurel、Europeanbeech和Hazel)叶片在绿、红、近红外的BRDF特性【81；关于数据获取方式，黄文江等曾将多角度数据引入，与核驱动模犁相结合，构建植被结构参数敏感指数SPEI来进行作物株型遥感识别。提高识别精度的同时，客服了垂直观测方式缺

8、乏地物本身二向性反射特性的缺点。同时研究了不同LAJ条件下，作物株型对冠层反射光谱的影响，提出运用波长800砌处拔节期的冠层反射光谱与该波长处起身期冠层反射光谱的比值，可以初步实现株型品种的遥感识别【4’91；Pepper等提出利用叶向值(LOV，LeafOri