利用图谱特征解析和反演作物叶绿素密度-论文.pdf

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1、第42卷第7期红外与激光工程2013年7月Vo1．42NO．7InfraredandLaserEngineerinJu1．2013利用图谱特征解析和反演作物叶绿素密度张东彦--，刘良云。，黄文江。，CoburnCraig，梁栋(1．安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室，安徽合肥230039；2．北京农业信息技术研究中心，北京100097；3．中国科学院数字地球重点实验室，北京100094；4．DepartmentofGeography，UniversityofLethbridge，Albert

2、aTIK3M4，Canada)摘要：地面成像光谱仪可对作物个体及群体信息进行“图谱”同步解析，因此在农业定量化研究中具有巨大的应用潜力。利用可见一近红外成像光谱仪采集不同生育期玉米和大豆的冠层“图谱”数据，在逐步提取影像中光照土壤、阴影土壤、光照植被、阴影植被四种组分光谱的基础上，通过选取的敏感波段构建光谱植被指数和叶绿素密度进行波段自相关分析，探讨各个分量对作物叶绿素密度反演的影响。研究发现：当植被与土壤混合存在时，对叶绿素密度敏感的波段基本在红光与近红外波段；当植被光谱提纯后(剔除土壤光谱)，对

3、叶绿素密度敏感的波段范围增大，表现在蓝、绿波段；当阴影叶片光谱剔除后，对叶绿素密度敏感的波段表现为可见光波段增加，近红外波段减少，红边波段决定系数最高。上述变化特征在不同作物中有相同的趋势。为探索地面成像光谱仪“图谱”协同反演作物生化参数进行了有意义的探索。关键词：图谱解析；光谱指数；叶绿素密度；大豆；玉米中图分类号：TP79：S127文献标志码：A文章编号：1007—2276(2013)07—1871一llInversionandevaluationofcropchlorophylldensity

4、basedonanalyzingimageandspectrumZhangDongyan，LiuLiangyun。，HuangWenjiang。，CoburnCrmg，LiangDong(1．Computing&SignalProcessing，MinistryofEducation，AnhuiUniversity，Hefei230039，China；2．BeijingResearchCenterforInformationTechnologyinAgriculture，BeijingAcademy

5、ofAgricultureandForestrySciences，Beijing100097，China；3．KeyLaboratoryofDigitalEarth，ChineseAcademyofSciences，Beijing100094，China；4．DepartmentofGeography，UniversityofLethbridgeAlberta，T1K3M4，Canada)Abstract：Fieldimagingspectrometercanbeusedtoanalyzegrowt

6、hinformationofindividualandgroupcroprelyingonitsdataadvantagewithcombinationimageandspectraasone，SOithasgreatapplicationpotentialinagriculturalquantitativeresearch．Inthisresearch，hyperspectralimagesofcomandsoybeanindifferentgrowthperiodwerecollectusing

7、visibleandnear-infraredimagingspectrometer(VNIS)，and收稿日期：2013—02—25：修订日期：2013—03—26基金项目：中国科学院数字地球重点实验室资助(2012LDE003)：安徽省高等学校省级自然科学研究项目(KJ2013A026)；安徽省自然科学基金青年基金(13o8o85QC58)；国家自然科学基金(41071228、61172127)；中国博士后科学基金(2013T60189)；安徽大学博士科研启动经费；作者简介：张东彦(1982一)

8、，男，讲师，博士，主要从事高光谱图像处理及遥感定量化方面的研究。Email：hello—lion@hotmail．com导师简介：梁栋(1963一)，男，教授，博士生导师，博士，主要从事模式识别、图像处理方面研究。Email：dliang@ahu．edu．ca第7期张东彦等：利用图谱特征解析和反演作物叶绿素密度1872spectraoffourcomponentsasilluminatedsoil，shadowsoil，illuminatedvegetationand