基于高光谱的冬油菜植株氮素积累量监测模型

为无损和定量研究高光谱技术在冬油菜植株氮素积累量（PNA,plant nitrogen accumulation）时空变化监测的适宜性及准确性,该文以两年田间氮肥水平试验为基础,采用单变量线性和非线性回归方法,建立基于特征光谱参数的冬油菜P NA高光谱估算模型。结果表明,采用比值光谱的方法可显著提高冬油菜冠层光谱反射率与PNA间的相关性,其最佳的波段组合为1 259 nm与492 nm处光谱反射率比值（R1259/R492）,决定系数R2为0.85。高光谱参数间,以比值植被指数（RVI-5）、归一化光谱指数（NDSI）、线性内插法红边位置（REIP）、三角植被指数（TVI）、742 nm处一阶...

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Published in农业工程学报 Vol. 31; no. 20; pp. 147 - 156
Main Author 李岚涛 马驿 魏全全 汪善勤 任涛 李小坤 丛日环 王振 王少华 鲁剑巍
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 农业部长江中下游耕地保育重点实验室,武汉 430070%农业部长江中下游耕地保育重点实验室,武汉,430070%湖北省武穴市农业局,武穴,435400 2015
华中农业大学资源与环境学院,武汉 430070
Subjects
光谱
最优光谱比值
植株氮素积累量
模型
氮
高光谱参数
optimum reflectance ratios
最优光谱比值
models
plant N accumulation
光谱
nitrogen
模型
植株氮素积累量
hyperspectral
spectral parameters
高光谱参数
氮
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ISSN1002-6819
DOI10.11975/j.issn.1002-6819.2015.20.021

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Summary:为无损和定量研究高光谱技术在冬油菜植株氮素积累量（PNA,plant nitrogen accumulation）时空变化监测的适宜性及准确性,该文以两年田间氮肥水平试验为基础,采用单变量线性和非线性回归方法,建立基于特征光谱参数的冬油菜P NA高光谱估算模型。结果表明,采用比值光谱的方法可显著提高冬油菜冠层光谱反射率与PNA间的相关性,其最佳的波段组合为1 259 nm与492 nm处光谱反射率比值（R1259/R492）,决定系数R2为0.85。高光谱参数间,以比值植被指数（RVI-5）、归一化光谱指数（NDSI）、线性内插法红边位置（REIP）、三角植被指数（TVI）、742 nm处一阶微分光谱值（FD742）和红边面积（SDR）等光谱参数与PNA相关性较好（平均R2和标准误SE分别为0.69和42.70）,且以FD742表现最优（R2=0.79,SE=35.66）。精度分析结果显示,以光谱参数R1259/R492和FD742为自变量的指数方程模型作为高光谱监测油菜PNA的最佳模型,各生育期Noise Equivalent（NE）均较低且表现稳定,同时模型估测精度较高,R2分别为0.98和0.98,相对均方根误差RRMSE分别为0.73和0.72,相对误差MRE分别为14.42%和10.31%。该方法为快捷和精确评估冬油菜PNA提供了新的研究思路。
Bibliography:Li Lantao, Ma Yi, Wei Quanquan, wang Shanqin, Ren Tao, Li Xiaokun, Cong Rihuan, Wang Zhen, Wang Shaohua, Lu Jianwei （1. College of Resources and Environment, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; 2. Key Laboratory of Arable Land Conservation （Middle and Lower Reaches of Yangtse River）, Ministry of Agriculture Wuhan 430070, China; 3. Wuxue Bureau of Agriculture, Wuxue 435400, China）
11-2047/S
Quick, non-destructive and accurate monitoring and diagnosis of plant nitrogen accumulation（PNA） is important for site-specific N management in winter oilseed rape production. To develop a method for determining PNA of winter oilseed rape（Brassica napus L.） with the hyperspectral techniques, field experiments were carried out for two growing seasons（2013-2014 and 2014-2015） at Meichuan town（30°06′47′′ N, 115°35′35′′ E）, Hubei province, China. Rapeseed cultivar of Huayouza No. 9（with low glucosinolate and erucic acid concentrations） was chosen as the test cultivar. Five N（as urea） fertilization rates were ap
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2015.20.021