氮素脅迫下的冬小麥高光譜特征提取與分析

摘要:高光譜遙感是對地觀測的重要技術手段,利用野外光譜儀在地面的實測工作為其在精準農業等方面的應用進行有益的嘗試,可以提高作物營養診斷的精度。養分脅迫下高光譜特征提取是這一目標的地面預研究。本次試驗對不同氮素養分脅迫下冬小麥的不同生育期,分別觀測其光譜反射率,分析其生物物理參數的變化規律和反射光譜的特征,利用導數光譜技術對葉綠素含量、葉綠素密度和葉面積指數等生物物理參量同原始光譜、一階導數光譜進行擬合度比較,結合養分脅迫的特點,分析建立光譜模型的可能性。葉綠素密度在可見光和近紅外波段均擬合較好,擬合度在015 左右,高于葉綠素含量與光譜反射率的擬合,而葉面積指數與冠層光譜擬合在近紅外波段較好,在可見光波段擬合度較小。通過作物的光譜特征,提取其中重要的近紅外反射峰值、綠峰和紅端位移特征,與冬小麥的葉綠素密度、葉綠素含量等生物物理參數進行相關分析,建立了線性光譜模擬模型。提取出的特征參量均可有效地模擬生物物理參數的變化,其中葉綠素含量與近紅外反射峰值的擬合度(R2 ) 除乳熟期外,都在019 以上;孕穗期反射峰值和綠峰差異最為顯著,紅端位移最大,同時根據上述模擬模型的分析,孕穗期的模擬模型也有顯著的相關關系。綜合分析,孕穗期是利用高光譜遙感進行作物長勢和養分診斷研究的最佳時期。