基于夏玉米冠层内辐射分布的不同层叶面积指数模拟

• Published in: 农业工程学报 no. S1; pp. 221 - 229
• Main Author: 汪涛 黄文江 董斌 刘镕源 杨贵军
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国科学院遥感与数字地球研究所，数字地球重点实验室，北京 100094 2015; 安徽农业大学理学院，合肥 230036%中国科学院遥感与数字地球研究所，数字地球重点实验室，北京 100094%安徽农业大学理学院,合肥,230036%北京农业信息技术研究中心,北京,100097
• Subjects: 遥感;农作物;辐射;夏玉米;光合有效辐射透过率;垂直分布;层叶面积指数; 层叶面积指数; 光合有效辐射透过率; 辐射; 夏玉米; remote sensing; vertical distribution; 遥感; crops; maize; 农作物; radiation; layer leaf area index (LAI); photosynthetically active radiation (PAR); 垂直分布
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2015.z1.026

为了模拟夏玉米冠层内各层叶面积指数垂直分布,光合有效辐射(photosynthetically active radiation,PAR)是研究作物群体光合作用和长势的重要特征参数,阐明冠层内PAR的垂直分布规律与冠层结构等参数之间的相关关系,可为遥感定量反演冠层结构参数提供模型基础。该文基于PAR在冠层内的辐射传输规律结合冠层结构模拟不同太阳高度角的PAR透过率垂直分布模型,并用地面冠层分析仪测量值进行验证,结果表明模型对封垄前玉米抽雄期冠层内PAR透过率垂直分布模拟精度较高。通过不同太阳高度角PAR透过率的垂直分布模型结合消光系数运用不同算法分别反演层叶面积指数(leaf area index,LAI),并与不同高度层LAI实测值进行比较。结果显示:Bonhomme 算法反演不同高度层LAI精度较高,上层均方根误差(root mean square error,RMSE)为0.18,中层RMSE为0.55,下层RMSE为0.09。不同太阳高度角反演结果存在差异,30°和45°高度角均能较好地反演下层LAI,RMSE分别为0.11与0.09;30°高度角反演中层LAI精度较高,RMSE为0.30;45°高度角反演上层LAI精度较高,RMSE为0.18。结果表明基于不同太阳高度角构建的层LAI反演模型更适于实现夏玉米不同高度层LAI的遥感估算。该研究可为模拟垄行结构冠层内LAI垂直分布提供参考。