不同生育期冬小麦高光谱数据与SPAD值的相关分析.pdf

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1、鲁东大学学报(自然科学版)LudongUniversityJournal(NaturalScienceEdition)2014，30(4):325—329不同生育期冬小麦高光谱数据与SPAD值的相关分析1，22341姚付启，蔡焕杰，张振华，涂人猛，乔伟(1．长江科学院农业水利研究所，武汉430010;2．西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室，陕西杨凌712100;3．鲁东大学地理与规划学院，山东烟台264039;4．湖北省社会科学院经济所，武汉430000)摘要:利用ASD便携式野外光谱仪和SPAD－502叶绿素计实测了冬小麦冠层的高光谱反射率与

2、SPAD值．建立了基于归一化植被指数(NDVI)与比值植被指数(ＲVI)不同生育期冬小麦SPAD值估算模型．结果表明:从返青期到灌浆期，可见光波段，冠层光谱反射率与SPAD值负相关，在“红边”处，由负相关变成正相关．一阶导数光谱与SPAD值相关系数在有些波段要高于冠层原始光谱与SPAD值的相关系数．在返青期，NDVI与ＲVI2估算效果相当(估算模型Ｒ分别为0.7957，0.8027)．在拔节期、抽穗期、灌浆期，NDVI估算效果较好(估算2模型Ｒ分别为0.8096，0.7557，0.5033)．关键词:冬小麦;叶绿素含量;高光谱遥感中图分类号:S311文献标志

3、码:A文章编号:1673-8020(2014)04-0325-05叶绿素在光合作用过程中直接影响到植物的验条件与特定的作物类型所建立的光谱估算模型光能利用率．同时，叶绿素含量还是植被营养胁在应用于其他作物或在不同环境条件下同种作物［1—3］迫、光合能力强弱和衰老进程的指示剂．因此处在不同的生理状态时需要进行订正，同时由于监测植被叶绿素含量水平，对于植被生长情况诊越来越多的传感器运用于遥感估算，有必要检验断、水肥调控等均具有重要的意义．传统的作物色现有方法的有效性．此外，传统的基于高光谱的冬素监测方法一般基于破坏性取样和有机溶剂提取小麦叶绿素含量估算模型在不同

4、生育期是否存在［4］［11］湿化学分析方法，在时间或空间上难以满足实差异性研究较少．基于此，本文以不同水氮条时、快速、无损、准确诊断的要求．近年来，随着高件下的大田试验资料为基础，分析了不同生育期光谱分辨率遥感技术的发展，可以直接对地物进冬小麦冠层光谱反射率、导数光谱与SPAD值的行微弱光谱差异的定量分析，在作物叶绿素含量、相关性，建立了基于归一化植被指数(NDVI)与比叶面积指数等生理生态参数的估算研究中优势值植被指数(ＲVI)不同生育期冬小麦SPAD值估［5—7］明显．算模型，以期为遥感准确检测冬小麦叶绿素含量目前，国内外学者对高光谱数据估测冬小麦及其生

5、长状况提供科学依据．［8］叶绿素含量已做了大量研究．Hansen等研究表明，小麦680～750nm的高光谱反射率与叶绿素1材料与方法［9］等变量有较好的相关性．赵祥等应用偏最小二乘回归方法，建立了冬小麦冠层波谱与叶绿素含1.1试验地概况量的回归反演计算模型，模型在350～1060波段［10］试验于西北农林科技大学教育部旱区农业水具有较高的反演精度．冯伟等建立的归一化角度指数能够准确估算病害冬小麦冠层叶绿素浓土工程重点实验室的灌溉试验站(东经108°24'，度．综上所述，利用光谱数据检测农作物的叶绿素北纬34°18'，海拔521m)进行．该站位于陕西省含量方面

6、已经取得了很大进展．但通常特定的试关中地区，地下水埋深较大，所以忽略地下水补给收稿日期:2014-09-16;修回日期:2014-10-08基金项目:国家自然科学基金(51309016，51179162);湖北省自然科学基金(2013CFB401);中央级公益性科研院所基本科研业务费资助项目(CKSF2014041/NS);国家科技支撑计划资助项目(2011BAD29B01)作者简介:姚付启(1981—)，男，山东费县人。工程师，博士，研究方向为农业节水与农业信息技术。E－mail:fuqiyao163@163．com。通讯作者:蔡焕杰(1962—)，男，山

7、东藁城人。教授，博士研究生导师，研究方向为农业节水和水资源高效利用研究。E－mail:caihj@nwsuaf．edu．cn。326鲁东大学学报(自然科学版)第30卷量．属于大陆性暖温带季风气候，全年平均无霜期仪SPAD－502在光谱测量范围内均匀的测量20212d，多年平均气温12.9℃，多年平均降水量个值，求取平均值作为此小区的一个叶绿素含量．635.1mm，年均蒸发量1500mm．试验地土壤质1.5导数光谱地为中壤土，1m土层平均田间持水量为23%～25%，凋萎含水率为8.5%(以上均为质量含水根据数理研究的成果，导数光谱技术能压缩3率)，平均干容重为

8、1.44g/cm．耕层土壤(0～背景噪音对目标信号的