干旱區(qū)基于高光譜的棉花遙感估產研究
發(fā)布時間:2024-09-06
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棉花產量與冠層光譜植被指數相關關系,建立棉花高光譜估算模型,可以促進高光譜技術在棉花長勢監(jiān)測和估產中應用。本文簡單總結了干旱區(qū)基于高光譜的棉花遙感估產研究。
棉花產量與冠層光譜植被指數相關關系,建立棉花高光譜估算模型,可以促進高光譜技術在棉花長勢監(jiān)測和估產中應用。本文簡單總結了干旱區(qū)基于高光譜的棉花遙感估產研究。
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研究方法
結合棉花生長發(fā)育規(guī)律,對棉花各時期冠層進行高光譜反射率測定,根據光譜曲線特征構建高光譜植被指數,基于棉花盛蕾期至吐絮后期7次地面光譜和產量測定,對光譜反射率與產量進行統(tǒng)計分析。
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研究結果
各生育期可見光波段、近紅外波段及短波紅外波段光譜反射率與產量間分別達顯著負相關,顯著正相關與顯著負相關水平。根據棉花冠層光譜波形特征,利用植被紅邊波段560 nm反射峰、670 nm吸收谷、近紅外波段890 nm反射峰、980 nm和1210nm兩個弱水汽吸收谷、短波紅外1650nm和2 200 nm反射峰,設計歸一化差值光譜指數,并與棉花產量進行相關分析,利用上述波段組合定義的歸一化差值光譜指數與產量在各生育期均達顯著或極顯著相關,而VARI_700抗大氣植被指數在各生育期均達極顯著相關。
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研究結論
在可見光波段,光譜反射率與產量從盛蕾期到盛花期達極顯著負相關,在盛鈴初期到吐絮后期相關性減??;在近紅外波段,光譜反射率與產量在所有生育期都呈顯著正相關,在短波紅外波段,光譜反射率與產量在吐絮后期達顯著負相關。這表明,可見光波段能很好地反映作物單位面積干物質量、作物葉片健康程度以及作物群體狀況,而近紅外波段可較好反映作物光合作用、積累干物質并最終形成產量的能力。
由于營養(yǎng)生長階段,作物光合作用、產量形成、開花和光周期過程等都以最大速度完成是形成產量的關鍵,能更好反映作物群體營養(yǎng)及生殖生長功能,所以該波段光譜反射率以及光譜特征參量與產量有很好的相關性。
近紅外波段光譜反射率越高,作物長勢越好,并且在全生育期與產量都極顯著正相關。當作物受到病蟲害或肥水脅迫,近紅外波段光譜反射率及光譜特征變異最大。所以,利用近紅外波段植被紅邊光譜指數估算與預報作物產量是可行的。
可見光和近紅外波段組合的歸一化差值光譜指數和兩個抗大氣植被指數與產量相關性都達極顯著水平。其中利用 VARI_700抗大氣植被指數進行棉花早期產量預報效果最好,全生育期7組數據統(tǒng)計分析的相關系數均最高。
各生育期 VARI_700光譜植被指數與產量散點圖表明,[560 nm,670 nm]、[670 nm,890 nm]、[890 nm,980 nm]、[920 nm,980 nm]、[820 nm,2 200 nm]等歸一化差值光譜指數與產量的相關性不僅在各個生育期都達到或超過顯著水平,所有光譜參量,特別是[670 nm,890 nm]和 VARI_700兩個光譜指數是最理想的產量早期預報、后期檢驗光譜參量。
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