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基于红外热图像的棉花花铃期水分胁迫指数与光合参数的关系

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新疆农业科学 2012年第6期49卷 999-1006页

作者：程麒黄春燕王登伟肖莉娟石河子大学.新疆兵团绿洲生态农业重点实验室/石河子大学农学院新疆石河子832003

【目的】分析棉花冠层水分胁迫指数(CWSI)与光合参数的相关关系,建立CWSI与光合参数的相关模型,为CWSI用于定量监测新疆棉花冠层水分胁迫状况的研究提供依据。【方法】在棉花生长的花铃期,利用Fluke热像仪获取2个棉花品种4水平水分处理... 详细信息

【目的】分析棉花冠层水分胁迫指数(CWSI)与光合参数的相关关系,建立CWSI与光合参数的相关模型,为CWSI用于定量监测新疆棉花冠层水分胁迫状况的研究提供依据。【方法】在棉花生长的花铃期,利用Fluke热像仪获取2个棉花品种4水平水分处理冠层的红外热图像,运用图像处理技术,提取棉花冠层受光叶片的温度,并将湿人工参考表面(WARS)的温度运用到Jones定义的作物水分胁迫指数(CWSI)的经验公式中,计算CWSI;同时,采用LI-6400便携式光合仪测得棉花叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr),并探索棉花水分胁迫指数与其光合参数的定量关系。【结果】水分胁迫下CWSI值升高,而Pn、Gs和Tr值相应降低。花铃期的4个关键生育时期CWSI分别与Pn、Gs和Tr呈极显著的线性负相关关系,CWSI与Pn、Gs和Tr的平均相关系数分别为rCWSI-Pn=-0.882 3**、rCWSI-Gs=-0.907 3**和rCWSI-Tr=-0.935 6**。【结论】棉花水分胁迫指数CWSI与光合参数Pn、Gs和Tr同步反映棉花冠层的水分状况。

关键词：棉花水分胁迫指数光合参数相关关系

基于冠层温度棉花水分胁迫指数与高光谱植被指数的关系

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新疆农业科学 2013年第9期50卷 1577-1582页

作者：肖莉娟王登伟黄春燕赵鹏举程麒石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室新疆石河子832003

【目的】用红外热图像提取棉花水分胁迫指数(CWSI),并用高光谱遥感植被指数对棉花的CWSI进行遥感估算,为红外热图像和高光谱遥感监测作物水分状况提供科学依据。【方法】通过Fluke热像仪和ASD非成像高光谱仪,分别获取棉花2品种4水平水... 详细信息

【目的】用红外热图像提取棉花水分胁迫指数(CWSI),并用高光谱遥感植被指数对棉花的CWSI进行遥感估算,为红外热图像和高光谱遥感监测作物水分状况提供科学依据。【方法】通过Fluke热像仪和ASD非成像高光谱仪,分别获取棉花2品种4水平水分处理5个关键生育时期冠层的红外热图像和高光谱数据;对红外热图像进行技术处理,基于Jones定义的作物水分胁迫指数CWSI公式,计算CWSI;与高光谱数据转换得到的4种高光谱植被指数进行回归分析。【结果】CWSI与4种高光谱植被指数均达到了1%极显著的线性相关关系;其中红边归一化植被指数RENDVI与CWSI呈最高的线性负相关关系,利用它们的相关模型方程,估算CWSI,实测值与估算值之间呈极显著的线性相关(r=0.839 9**,n=30,α=1%)。【结论】红外热图像与高光谱遥感技术的结合,可以精确地对棉花水分胁迫指数CWSI进行遥感估算,更好的诊断棉花水分状况。

关键词：棉花红外热图像水分胁迫指数高光谱植被指数

基于红外热图像的水分胁迫指数与叶片水势的关系研究

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红外 2013年第10期34卷 44-48页

作者：黄春燕王登伟肖莉娟王雅芳新疆石河子大学农学院新疆石河子832003

分别获取了棉花新陆早33号、13号2个品种在5个关键生育时期经5种水分处理后的冠层红外热图像和叶片水势(Ψ_L)。从红外热图像中提取了棉花冠层受光叶片的温度,计算了棉花的作物水分胁迫指数(Crop Water Stress Index,CWSI)。分析表明,2... 详细信息

分别获取了棉花新陆早33号、13号2个品种在5个关键生育时期经5种水分处理后的冠层红外热图像和叶片水势(Ψ_L)。从红外热图像中提取了棉花冠层受光叶片的温度,计算了棉花的作物水分胁迫指数(Crop Water Stress Index,CWSI)。分析表明,2个品种的棉花经5种水分处理后冠层的CWSI和Ψ_L随生育进程的变化趋势相反,Ψ_L与棉花的生育进程趋势一致,变化顺序均为W_5>W_4>W_3>W_2>W_1。利用棉花建模样本的CWSI与Ψ_L的线性相关函数方程(r=-0.8903^(**),n=24,α=1%)对检验样本的Ψ_L进行了估测。实测的Ψ_L与估测的Ψ_L呈极显著线性关系(r=0.8971**,RMSE=0.1223,n=24,α=1%),估测的Ψ_L的相对误差为0.0981,估计精度为90.2%。结果表明,由红外热图像提取的CWSI能够实时、快速、非破坏性地估算棉花叶片的水势,较精确地预测棉花的水势。

关键词：棉花红外热图像水分胁迫指数叶片水势相关分析

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一种计算水分胁迫指数的新方法

一种计算水分胁迫指数的新方法

遥感定量反演算法研讨会

作者：彭建刘元波赵晓松叶春宋平赵东波中国科学院南京地理与湖泊研究所中国科学院研究生院湖泊与环境国家重点实验室

蒸散既包括地表和植物表面的水分蒸发,也包括植物的蒸腾。它既是水量平衡的主要分量又是能量平衡的重要组成部分。因此准确估算蒸散,对了解大范围水分循环和能量平衡具有重要意义,对改善和提高区域气候模式的预测结果至关重要。在区域... 详细信息

蒸散既包括地表和植物表面的水分蒸发,也包括植物的蒸腾。它既是水量平衡的主要分量又是能量平衡的重要组成部分。因此准确估算蒸散,对了解大范围水分循环和能量平衡具有重要意义,对改善和提高区域气候模式的预测结果至关重要。在区域蒸散的研究中,遥感技术体现出其他手段无法比拟的优势,目前已经涌现出许多旨在精确反演区域蒸散的遥感模型。其中,以计算水分胁迫指数为基础的CWSI模型、S-SEBI模型以及温度—植被指数三角法获得了广泛应用。而水分胁迫指数(Λ)的计算精度主要取决于地表温度的遥感反演精度。然而,由于大气的影响以及地表自身的复杂性,地表温度的遥感反演仍存在很大的不确定性,且其计算过程复杂,误差较大。此外,地表温度产品在部分地区像元缺失严重。基于此,本文提出一种利用大气层顶辐亮度计算Λ的简单方法,首先以热辐射传输方程和普朗克函数为基础,从理论上证明了该方法的可行性。然后以鄱阳湖周边地区为研究区域,利用MODIS地表温度产品和辐射亮度数据对该方法进行了验证。结果表明,辐射亮度和地表温度计算所得Λ值的相关系数(R2=0.9483)较高,能有效规避地表温度反演存在的不确定性,且简单易行,对遥感反演蒸散研究具有重要意义。

关键词：蒸散水分胁迫指数大气层顶辐射亮度地表温度 NDVI

来源： cnki会议评论

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西瓜的水分胁迫指数

国外作物育种 2004年第2期23卷 52-52页

作者： A．HalimOrta 向平

一般灌溉计划都是依据土壤水分含量或者气象参数。因为作物对土壤和大气环境两者都有反应，所以依据作物水分状况的灌溉计划将更有效。在近10～1S年以来，采用手持远红外温度计测量植物胁迫变得越来越普遍。采用作物水分胁迫指数(CWSI)

关键词：西瓜水分胁迫指数冠层-空气温度差大气蒸气压亏损灌溉

剔除土壤背景的棉花水分胁迫无人机热红外遥感诊断

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农业机械学报 2018年第10期49卷 250-260页

作者：张智韬边江韩文霆付秋萍陈硕博崔婷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 西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 新疆农业大学水利与土木工程学院乌鲁木齐830052

剔除无人机热红外影像中的土壤背景是提高作物水分诊断精度的有效途径,但也是热红外图像处理的难点问题。本文以不同水分处理的花铃期棉花为研究对象,分别在09:00、13:00和17:00等3个时刻,连续5 d采集无人机高分辨率热红外影像,并采用... 详细信息

剔除无人机热红外影像中的土壤背景是提高作物水分诊断精度的有效途径,但也是热红外图像处理的难点问题。本文以不同水分处理的花铃期棉花为研究对象,分别在09:00、13:00和17:00等3个时刻,连续5 d采集无人机高分辨率热红外影像,并采用二值化Ostu算法和Canny边缘检测算法对热红外图像进行掩膜处理,实现对土壤背景的剔除,然后分别计算二值化Ostu算法、Canny边缘检测算法和包含土壤背景下的3种棉花水分胁迫指数(Crop water stress index,CWSI),最后建立不同时刻下3种CWSI与棉花叶片气孔导度Gs的关系模型。研究结果表明,应用Canny边缘检测算法可有效剔除热红外影像中的土壤背景,剔除土壤背景后的温度直方图呈单峰的偏态分布;3种处理方法获得的作物水分胁迫指数CWSI中,Canny边缘检测算法的CWSI最小,二值化Ostu算法的CWSI较高,包含土壤背景的CWSI最大;采用Canny边缘检测算法剔除土壤背景后的CWSI与棉花叶片气孔导度Gs的决定系数R2达到0.84,Ostu算法的结果次之,包含土壤背景的最差。本研究可为无人机热红外遥感监测作物水分状况提供参考。

关键词：棉花无人机热红外 Canny边缘检测水分胁迫指数气孔导度

作物冠层表面温度诊断冬小麦水分胁迫的试验研究

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农业工程学报 2002年第6期18卷 13-17页

作者：袁国富罗毅孙晓敏唐登银中国科学院地理科学与资源研究所

利用红外测温装置能够观测获得作物的冠层表面温度 ,从而诊断作物是否遭受水分胁迫。基于这种技术 ,使用作物水分胁迫指数 CWSI反映我国华北平原地区冬小麦的水分胁迫状况。研究比较了作物水分胁迫指数 CWSI的经验模式和理论模式 ,根据... 详细信息

利用红外测温装置能够观测获得作物的冠层表面温度 ,从而诊断作物是否遭受水分胁迫。基于这种技术 ,使用作物水分胁迫指数 CWSI反映我国华北平原地区冬小麦的水分胁迫状况。研究比较了作物水分胁迫指数 CWSI的经验模式和理论模式 ,根据它们的波动特征 ,可以看出用 CWSI经验模式反映华北地区冬小麦水分胁迫不很理想。研究分析了作物水分胁迫指数理论模式与其他一些反映作物水分状况的指标 ,包括叶水势、叶片气孔阻力 ,叶片最大净光合速率以及土壤水分含量之间的关系 ,结果表面理论模式与上述这些指标关系良好 ,表明其很好地反映了作物的水分胁迫特征。该研究给出了适合于我国华北平原地区冬小麦的作物水分胁迫指数计算的主要参数。研究从实际田间应用的可能性出发。

关键词：作物冠层表面温度诊断水分胁迫指数 CWSI 冬小麦经验模式理论模式

基于PCA-BP多特征融合的油菜水分胁迫无损检测

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江苏大学学报（自然科学版） 2016年第2期37卷 174-182页

作者：张晓东李立毛罕平高洪燕苏辰江苏大学农业工程研究院江苏镇江212013 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室江苏镇江212013

针对油菜水分胁迫的无损探测,研究了利用冠层反射光谱、多光谱图像和冠层温度多信息融合对油菜含水率进行定量分析的方法.采用逐步回归法对含水率的多传感特征进行提取,通过测量分析冠-气温差,结合环境温湿度信息,获取了水分胁迫指数(CW... 详细信息

针对油菜水分胁迫的无损探测,研究了利用冠层反射光谱、多光谱图像和冠层温度多信息融合对油菜含水率进行定量分析的方法.采用逐步回归法对含水率的多传感特征进行提取,通过测量分析冠-气温差,结合环境温湿度信息,获取了水分胁迫指数(CWSI)特征,并对光强影响进行了特征补偿.研究发现960,1 450,1 650 nm的光谱特征,560 nm处的可见光图像,960,810 nm处的近红外图像均值及960,810 nm图像比值特征与油菜含水率的相关性均较高.利用主成分分析法(PCA)对特征空间进行变换和降维,进而BP神经网络建立了油菜含水率的多传感特征预测模型.结果表明,该方法能够利用多信息的综合作用优势实现对油菜水分胁迫的定量分析,模型精度与单一检测方法相比有显著提高.

关键词：油菜含水率多光谱图像水分胁迫指数信息融合