无人机观测时间对玉米冠层叶绿素密度估算的影响

作     者：周丽丽 冯海宽 聂臣巍 许晓斌 刘媛 孟麟 薛贝贝 明博 梁齐云 苏涛 金秀良 ZHOU Lili;FENG Haikuan;NIE Chenwei;XU Xiaobin;LIU Yuan;MENG Lin;XUE Beibei;MING Bo;LIANG Qiyun;SU Tao;JIN Xiuliang

作者机构：安徽理工大学空间信息与测绘工程学院安徽淮南232001 中国农业科学院作物科学研究所北京100081 中国农业科学院国家南繁研究院海南三亚572024 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 武汉大学测绘与遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 

出 版 物：《浙江农业学报》 (Acta Agriculturae Zhejiangensis)

年 卷 期：2024年第36卷第1期

页      面：18-31页

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 082804[工学-农业电气化与自动化] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0804[工学-仪器科学与技术] 0816[工学-测绘科学与技术] 081602[工学-摄影测量与遥感] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金(42071426,51922072,51779161,51009101) “十四五”国家重点研发计划(2021YFD1201602) 中国农业科学院中央公益事业单位基础研究基金(Y2020YJ07,Y2022XK22) 中国农业科学院科技创新工程—海南省崖州湾种子实验室(JBGS+B21HJ0221) 中国农业科学院南繁研究院南繁专项(YJTC01,YBXM01) 水资源与水电工程科学国家重点实验室开放研究基金(2021NSG01) 新疆农业科学院科技创新重点培育专项(xjkcpy-2020003) 江苏省农业科技自主创新资金[CX(21)3065] 

主　　题：冠层叶绿素密度 观测时间 机器学习 PROSAIL模型 玉米 

摘      要：为探讨不同时间获取的无人机多光谱数据对玉米冠层叶绿素密度(canopy chlorophyll density,CCD)估算的影响,分别在玉米抽雄吐丝期、籽粒建成期、乳熟期和蜡熟期选择同一天的10:00—10:59、11:00—11:59、13:00—13:59和14:00—14:59进行无人机多光谱观测试验,并结合PROSAIL模型模拟结果与实测CCD数据,分析一天中不同时刻典型植被指数的变化规律及CCD估算结果的差异。结果表明:在同一天中,无人机玉米冠层反射率和与实测CCD相关性较好的植被指数值均随时间变化,近红外波段的反射率变化最明显,越接近12:00,实测的植被指数值越低,而在一天的不同时间PROSAIL模型模拟的植被指数值几乎没有差异。在同一天,基于不同观测时间获取的同一植被指数与实测CCD的相关性存在较大差异,且不同生育时期和不同指数间的差异不一致;而模拟得到的同一植被指数与CCD的相关性在同一天不同时间的差异不明显。在不同生育时期,基于不同观测时间无人机数据构建的CCD估算模型均可以取得较好的精度,但不同观测时间的估算结果存在差异,决定系数最低的为0.53,最高的为0.80。这些结果表明,在传统的光谱数据获取时间范围内(10:00—14:00),无人机影像获取时间仍对玉米CCD估算有影响,越接近12:00,估算精度越高。研究结果可为后续作物的CCD精准估算提供基础支撑。