玉米主要生物物理和生物化学参数高光谱遥感估算模型研究

作     者：易秋香 

作者单位：新疆农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：钱翌;王秀珍

授予年度：2005年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：高光谱 玉米 农学参数 高光谱变量 

摘      要：高光谱分辨率遥感(Hyperspectral Remote Sensing,简称高光谱遥感)是指利用很多很窄的电磁波波段从感兴趣的物体获取有关光谱数据,其基础是光谱学。高光谱遥感具有光谱分辨率高(波段宽度10nm)、波段连续性强(在400-2500nm 范围内有几百个波段)、光谱信息量大等特点。本论文以玉米作为研究对象,使用美国ASD FieldSpec Pro FR?背挂式野外光谱辐射仪在玉米不同发育期获取其冠层、叶片以及茎、叶脉等不同器官的光谱反射率值,并同步测定了对应的主要农学参数值。主要生物物理参数包括:地上鲜生物量、地上干生物量、叶面积指数(LAI);主要生物化学参数包括:氮含量、粗脂肪含量、粗纤维含量、色素含量(叶绿素含量、叶绿素a 含量、叶绿素b 含量以及类胡萝卜素含量)。采用EXCEL 数据分析工具和数据分析统计软件SPSS 软件包(Statistical Package for Social),通过多元线性逐步回归技术、曲线拟合分析探讨高光谱反射率及其各类变换形式(包括高光谱特征变量以及各类高光谱植被指数)与对应的农学参数之间的关系并建立估算模型,然后采用四类精度检验指标对同一农学参数的多个估算模型的估算能力进行评价,最终筛选确定可分别对各类农学参数进行估算的最适高光谱估算模型。 得出玉米主要农学参数的最适高光谱估算模型结论如下: 地上鲜生物量:FB=0.001exp17.16(SDr-SDb)/(SDr+SDb) (n=30,R2=0.914) 地上干生物量:DB=0.0002exp16.912(SDr-SDb)/(SDr+SDb) (n=30,R2=0.893) LAI:LAI=669.573 Dr -0.962 (n=30,R2=0.831) 全N 含量:Nitrogen=1.369exp1457.1ρ759 (n=35,R2=0.891) (注:ρ759 指759nm 处反射率的一阶导数值) 粗纤维含量:Fibre=-422.53ρ393 +42.42 (n=35,R2=0.513) (注:ρ393 指393nm 处的原始光谱反射率值) 粗脂肪含量:Fattiness=0.115Λr +11.888 Ro -79.498 (n=35,R2=0.761) 叶绿素含量:Chlorophyll=5.91exp-28.962 SDb (n=90,R2=0.817) 叶绿素a含量:Chla=4.763exp-29.803 SDb (n=90,R2=0.818) 叶绿素b含量:Chlb=1.198exp-26.504 SDb (n=90,R2=0.811) 类胡萝卜素含量:Carotenoid=1.845exp-817.93 Db (n=90,R2=0.754)