基于TM和PLS的冬小麦籽粒蛋白质含量预测.pdf

《基于TM和PLS的冬小麦籽粒蛋白质含量预测.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第27卷第3期3882011年3月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，0I．27No．3Mar．20ll基于TM和PLS的冬小麦籽粒蛋白质含量预测谭昌伟1，王纪华2，黄文江2，王君婵1，朱新开1，郭文善倦(1．扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室／农业部长江中下游作物生理生态与栽培重点开放实验室，扬州225009；2．国家农业信息化工程技术研究中心，北京100089)摘要：为进一步提高遥感预测冬小麦籽粒蛋白质含量精度，分析了卫星遥感变量与冬小麦籽粒蛋白质含量问的定量关系，运用偏最小二乘法构建了遥感预测籽粒蛋白质含量模型，制作了冬小麦籽粒蛋白质含量空间等级分布

2、图，结果表明，该模型的最佳主成分数为5，且归一化植被指数、冠层结构不敏感色素指数、比值植被指数、氮反射指数和植被衰减指数为预测籽粒蛋白质含量的敏感变量：籽粒蛋白质含量预测的均方根误差为O．307％，决定系数为0．642，为提高遥感预测小麦品质的精度提供了一种有效途径，有利于大面积应用和推广。关键词：模型，预测控制系统，蛋白质，LandsatTM，冬小麦doi：10．39690．issn．1002—6819．2011．03．070中图分类号：S127文献标志码：A文章编号：1002—6819(2011)-03—0388-05谭昌伟，王纪华，黄文江，等．基于TM和PLS的冬小麦籽粒蛋

3、白质含量预测[J]．农业工程学报，2011，27(3)：388--392．TanChangwei，WangJihua，HuangWenjiang，eta1．PredictinggrainproteincontentinwinterwheatbasedonTMimagesandpartialleastsquaresregression[J]．TransactionsoftheCSAE，2011，27(3)：388--392．(inChinese1ⅣitllEnglishabstracO0引言籽粒蛋白质含量(grainproteincontent，GPC)是衡量小麦品质的关键指标，目

4、前的检测方法成本高、效率低、样点代表性差，难以及时掌握小麦“面状”品质信息，然而，遥感技术凭借快速、准确、范围广的优势为提前获得小麦品质状况提供了一种有效途径。多年来，农业遥感主要集中在作物长势监测以及产量估算等方面，并已形成一套比较完整的技术体系【1‘3】，但关于作物品质遥感预测研究报道较少，主要是利用地面光谱对作物品质进行预测【4剖。近年来，不少学者基于空间卫星遥感平台预测作物品质进行了研究【7。9】。Badri等Bo]发现在小麦开花前两周从TM提取的植被指数与GPC关系较显著；Zhao掣11】利用TM和ETM数据预测小麦GPC，效果较好；Reyniers等【12】认为利用K

5、ODAK-CIR和Cropscan数据在小麦收获前一个月预测冬小麦GPC是可行的。中国内外有关基于偏最小二乘(partialleastsquares，PLS)法进行农情遥感监测已有许多报道，主要集中在作物病虫害及长势方面[13-19】。有些关于小麦品质遥感预测的研究，仍基于传统算法，精度受到影响。本研究以卫星遥感变量与小麦GPC收稿日期：2010-10．28修订日期：2011-03．10基金项目：国家自然科学基金资助项目(40801122)；江苏高校优势学科建设工程资助项目；公益性行业(农业)科研专项经费资助项目(200803037)作者简介：谭昌伟(1980一)，男，博士，研究

6、方向为农业遥感与信息技术应用。杨州扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室，225009。Emaihtanwei010@126．com※通信作者：郭文善(1961一)，男，教授，博士，研究方向为作物栽培生理与信息农业。杨州扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室，225009。Emaihguows@yzu．edu．cn间的定量关系为基础，采用TM数据和PLS算法，构建及验证冬小麦GPC遥感预测模型，旨在进一步提高小麦品质遥感预测精度。1材料与方法1．1试验设计与数据获取试验于2008年在江苏省泰兴、姜堰、仪征、兴化、大丰、赣榆、灌云、宿迁8县进行，每县设置采样点15～20个，共计163个

7、采样点，每个采样点均采用美国Trimble公司生产的JunoST手持式GPS定位，调查冬小麦品种类型、生育期、群体长势及与病虫害。冬小麦品种为中弱筋类型，主要有扬麦13、扬麦15、扬麦16和扬辐麦2，这些品种在试验县均有分布。取样时期为拔节期、抽穗期、开花期和成熟期，具体取样时间根据卫星过境周期和实验区实际情况确定，一般在试验地块中间，选长势均匀的植株，取4行50cm，同时用GPS定位。成熟期取样后及时在实验室用凯氏定氮法测定GPC。遥感数据为TM2008．05—02(开花期)。