苹果叶片的高光谱特征及其色素含量监测 被引量：30

1

作者 朱西存 赵庚星 +3 位作者 王瑞燕 董芳 王凌 雷彤 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1189-1197,共9页

【目的】分析苹果叶片的高光谱特征,探索建立苹果叶片色素含量的高光谱监测模型,以促进高光谱技术在苹果长势监测中的应用。【方法】通过方差分析方法,分析苹果春梢和秋梢停止生长两个时期功能叶片的不同部位、不同含水率、不同品种的... 【目的】分析苹果叶片的高光谱特征,探索建立苹果叶片色素含量的高光谱监测模型,以促进高光谱技术在苹果长势监测中的应用。【方法】通过方差分析方法,分析苹果春梢和秋梢停止生长两个时期功能叶片的不同部位、不同含水率、不同品种的高光谱特征。利用相关分析方法,研究高光谱参数与叶片色素含量间的关系,并建立基于光谱参数的叶片色素含量监测模型。【结果】在760—1300nm的近红外波段,叶片光谱反射率后部低、前部高、中部居于二者之间;随着叶片含水率降低,光谱反射率逐渐增大;不同品种的叶片,光谱反射率差异显著。光谱参数R800/R550、红边面积Sr和绿峰反射率Rg与叶片色素含量之间有较好的相关性,并分别建立了色素含量监测模型。其中以Sr建立的Chla、Chl(a+b)、Car含量监测模型和以R800/R550建立的Chlb含量监测模型为最佳。经均方根误差(RMSE)和相对误差(RE%)指标测试表明,模型能较好地监测苹果叶片色素含量。【结论】用红边面积Sr和波段组合R800/R550来监测苹果叶片色素含量效果较好,为苹果长势遥感监测提供了理论依据。 展开更多

关键词 苹果叶片 高光谱特征 叶片色素含量 红边面积

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深圳市10种彩叶植物高光谱特征分析 被引量：11

2

作者 刘东蔚 孙冰 +1 位作者 陈勇 蔡刚 《南京林业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期111-116,共6页

地物光谱特征是遥感应用研究的基本依据。彩叶植物对于建设色彩丰富、植物季相鲜明的园林城市有重要作用。以深圳的金叶榕（ Ficus microcaba cv． Golden Leave）、朱焦（ Cordyline terminalis）、红苋草（ Alternanthera bettzickian... 地物光谱特征是遥感应用研究的基本依据。彩叶植物对于建设色彩丰富、植物季相鲜明的园林城市有重要作用。以深圳的金叶榕（ Ficus microcaba cv． Golden Leave）、朱焦（ Cordyline terminalis）、红苋草（ Alternanthera bettzickiana）等10种彩叶植物为研究对象，应用Fieldspec3便携式地物波谱仪进行了光谱数据的采集和处理。结果表明：红叶系和紫叶系植物反射光谱在波长600～650 nm间有一个“红峰”，而在500～550 nm范围内紫色系植物光谱反射区面积大于红色系植物；黄色系植物叶片反射光谱的表现明显特征的波长区为490～650 nm，其光谱反射率在490 nm处急剧上升，并在550～650 nm区间保持0．6以上。3种色系彩叶植物叶片500～550 nm光谱的反射面积值（ Sλ500～550）差异极显著，聚类分析结果与实际色系分类一致，故Sλ500～550可以作为指示叶片色彩色系的特征值。 展开更多

关键词 彩叶植物 高光谱特征 反射面积值

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北京城市彩叶系植物秋季高光谱特征研究及差异性分析 被引量：5

3

作者 段敏杰 李延明 +5 位作者 李新宇 谢军飞 王茜 赵松婷 许蕊 王月容 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期841-846,共6页

北京持续推进增彩延绿科技示范工程,彩叶植物在城市园林建设和人居环境改善方面发挥着越来越重要的作用。如果能够利用高光谱技术实现快速、无损地观测城市彩叶植物区域分布特点及其生长特征变化,可为进一步优化城市彩叶植物布局,加快... 北京持续推进增彩延绿科技示范工程,彩叶植物在城市园林建设和人居环境改善方面发挥着越来越重要的作用。如果能够利用高光谱技术实现快速、无损地观测城市彩叶植物区域分布特点及其生长特征变化,可为进一步优化城市彩叶植物布局,加快城市彩叶植物系统建设提供重要理论依据和数据支撑。高光谱遥感技术的快速发展,不仅提供了大量地被植物光谱信息,而且也提高了光谱分辨率及其响应范围。植物光谱具有一系列特征吸收谱带,能够指示不同树种间的差异,是高光谱进行树种识别的基础。以北京城市常见不同色系彩叶植物15种为研究对象,运用SR-3501便携式地物光谱仪分析了不同色系植物叶片秋季高光谱反射曲线特征;通过对原始光谱数据进行微分变换和特征参数提取,进一步研究了不同色系植物反射特征波段及特征参数差异性和变化规律。结果表明:大叶黄杨具备典型绿色植被光谱曲线特征,即呈"峰"和"谷"的变化特征,紫色系植物表现为同绿色系植物近似的光谱反射特征,红色系植物与黄色系植物光谱反射特征相似;从光谱吸收特征参数角度分析,不同色系植物绿峰/红峰位置表现为红色系植物>紫色系植物>黄色系植物>绿色系植物,而绿峰/红峰反射率、红谷位置和红谷反射率均表现为黄色系植物>红色系植物>紫色系植物>绿色系植物;不同色系植物叶片光谱三边特征参数具有一定的规律性,三边参数可以作为区分不同彩色叶植物与绿色系植物的特征参数,其中红边幅值与红边面积、黄边幅值与黄边面积、蓝边幅值与蓝边面积可分别作为紫色系植物、红色系植物与黄色系植物区别于其他色系植物的重要光谱特征参数。 展开更多

关键词 彩叶植物 高光谱特征 一阶导数 吸收特征参数 三边特征参数

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基于高光谱特征的松材线虫岭回归估测模型研究 被引量：6

4

作者 张素兰 黄金龙 +1 位作者 秦林 李宏群 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期196-202,共7页

以2017年6—8月获取的重庆永胜林场马尾松光谱反射率为数据源,对绿光区(490～560 nm)、黄光区(560～590 nm)、红光区(620～680 nm)、红边(680～780 nm)、近红外区(780～1 100 nm)最大反射率和反射率总和、绿峰(500～670 nm)反射高度、红... 以2017年6—8月获取的重庆永胜林场马尾松光谱反射率为数据源,对绿光区(490～560 nm)、黄光区(560～590 nm)、红光区(620～680 nm)、红边(680～780 nm)、近红外区(780～1 100 nm)最大反射率和反射率总和、绿峰(500～670 nm)反射高度、红谷(560～760 nm)吸收深度等14个高光谱特征参数进行岭迹分析,筛选出非共线性特征参数,构建松材线虫岭回归估测模型。结果表明:红边和近红外区反射率最大值、红边和近红外区反射率总和、红谷吸收深度岭迹曲线变化稳定且不趋于零,可用于岭回归建模。当岭迹参数k=0. 2时,上述5个高光谱特征参数岭迹趋于稳定,根据k值计算岭回归系数,构建松材线虫岭回归估测模型。模型决定系数R2为0. 868 6,均方根误差RMSE为0. 273 5,平均估测精度为87. 15%,可为松材线虫病害早期监测和防治研究提供技术支持。 展开更多

关键词 松材线虫 马尾松 高光谱特征 岭回归 估测模型

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基于不同玉米品种叶片高光谱的SPAD值估测模型研究 被引量：6

5

作者 高鑫 高聚林 +9 位作者 于晓芳 王志刚 张宝林 胡树平 谢岷 孙继颖 罗瑞林 吕福虎 陈广庭 王富贵 《玉米科学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期108-114,共7页

通过研究不同玉米品种叶片SPAD值与高光谱参数的关系,建立玉米叶片SPAD值估测模型,并对模型进行品种间精度检验。通过两年试验,测定不同玉米品种的叶片SPAD值及其高光谱数据,综合分析叶片SPAD值与高光谱反射率、反射率一阶导数及其光谱... 通过研究不同玉米品种叶片SPAD值与高光谱参数的关系,建立玉米叶片SPAD值估测模型,并对模型进行品种间精度检验。通过两年试验,测定不同玉米品种的叶片SPAD值及其高光谱数据,综合分析叶片SPAD值与高光谱反射率、反射率一阶导数及其光谱参数的相关关系,对玉米叶片SPAD值估测模型进行构建。玉米叶片SPAD值与高光谱反射率最敏感波段在550和710 nm附近,反射率一阶导数最敏感波段出现在500～750 nm范围内。叶片SPAD值与单波段反射率的相关性要高于其一阶导数,以550 nm附近光谱反射率构建的模型对大多数品种的叶片SPAD预测值平均误差最小。 展开更多

关键词 玉米 叶片 SPAD值 高光谱特征 估测模型 精度检验

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基于高光谱和BP神经网络的玉米叶片SPAD值遥感估算 被引量：84

6

作者 李媛媛 常庆瑞 +3 位作者 刘秀英 严林 罗丹 王烁 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第16期135-142,共8页

为了进一步提高玉米叶绿素含量的高光谱估算精度,该文测定了西北地区玉米乳熟期叶片的光谱反射率及其对应的叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development,SPAD)值,分析了一阶微分光谱、高光谱特征参数与SPAD的相关关系,构建了... 为了进一步提高玉米叶绿素含量的高光谱估算精度,该文测定了西北地区玉米乳熟期叶片的光谱反射率及其对应的叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development,SPAD)值,分析了一阶微分光谱、高光谱特征参数与SPAD的相关关系,构建了基于一阶微分光谱、高光谱特征参数和BP神经网络的SPAD估算模型,并对模型进行验证;再结合主成分回归(principal component regression,PCR)、偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)以及传统回归模型与BP神经网络模型进行比较。结果表明:SPAD值与一阶微分光谱在763nm处具有最大相关系数(R=0.901);以763 nm处的一阶微分值、蓝边内最大一阶微分为自变量建立的传统回归模型可用于玉米叶片SPAD估算;将构建传统回归模型时筛选到的光谱参数作为输入,实测SPAD值作为输出,构建BP神经网络模型,其建模与验模R2分别为0.887和0.896,RMSE为2.782,RE为4.59%,与其他回归模型相比,BP神经网络模型预测精度最高,研究表明BP神经网络对叶绿素具有较好的预测能力,是估算玉米叶片SPAD值的一种实时高效的方法。 展开更多

关键词 光谱分析 神经网络 模型 一阶微分光谱 高光谱特征参数 叶绿素相对含量值 玉米

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玉米叶绿素高光谱遥感估算模型研究 被引量：42

7

作者 易秋香 黄敬峰 +1 位作者 王秀珍 钱翌 《科技通报》 2007年第1期83-87,105,共6页

对不同品种玉米测定了不同层位叶片(上、中、下)以及叶片不同部位(叶尖、叶中、叶基和叶脉)的室内光谱反射率及其对应的叶绿素含量,采用单变量线性与非线性拟合分析技术,对叶绿素含量与原始光谱反射率、高光谱特征参数(如红边波长、红... 对不同品种玉米测定了不同层位叶片(上、中、下)以及叶片不同部位(叶尖、叶中、叶基和叶脉)的室内光谱反射率及其对应的叶绿素含量,采用单变量线性与非线性拟合分析技术,对叶绿素含量与原始光谱反射率、高光谱特征参数(如红边波长、红边位置以及红边面积等)以及植被指数之间的关系进行了分析。结果表明:叶绿素含量与原始光谱在713 nm处具有最大相关系数(R=-0.815),并且基于此波长所构建的指数估算模型明显优于线性模型;基于光谱位置和光谱面积的变量与叶绿素都呈负相关,植被指数与叶绿素含量均呈正相关,并且植被指数相关性优于单一的特征变量,比值植被指数(RVI)相关性优于归一化植被指数(NDVI);模型精度检验结果表明以蓝边面积变量(SDb)为自变量所构建的指数模型对叶绿素含量估算较好。 展开更多

关键词 玉米 高光谱变量 植被指数 叶绿素含量

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玉米全氮含量高光谱遥感估算模型研究 被引量：35

8

作者 易秋香 黄敬峰 +1 位作者 王秀珍 钱翌 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期138-143,共6页

该文对不同品种玉米测定了其室内光谱反射率及其对应的全氮含量,采用相关性分析以及单变量线性与非线性拟合分析技术,对全氮含量与原始光谱反射率、光谱反射率一阶微分、一些高光谱特征参数(如红边波长、红边位置以及红边面积等)以及由... 该文对不同品种玉米测定了其室内光谱反射率及其对应的全氮含量,采用相关性分析以及单变量线性与非线性拟合分析技术,对全氮含量与原始光谱反射率、光谱反射率一阶微分、一些高光谱特征参数(如红边波长、红边位置以及红边面积等)以及由一阶微分光谱所构建的一些比值植被指数和归一化植被指数之间的关系进行了分析,结果表明:全氮含量与原始光谱在716 nm处具有最大相关系数(r=-0.847),呈极显著负相关,并且基于此波长所构建的对数关系估算模型明显优于线性模型;与光谱反射率一阶微分值在759 nm处具有最大相关系数(r=0.944),呈极显著正相关,并且基于此波长所构建的线性和非线性模型的拟合效果接近;对于所选取的3类高光谱特征变量,全氮含量除了与黄边位置(λy)以及由红边面积和黄边面积所构建的比值植被指数和归一化植被指数的相关性较弱之外,与其余变量均呈极显著相关关系,说明由这些变量对玉米全氮含量进行估算具有可行性;对所建立的各类方程进行精度检验,最终筛选确定由759 nm处的光谱反射率一阶微分值所构建的指数模型作为对玉米全N含量的预测模型最为理想。 展开更多

关键词 玉米 高光谱变量 植被指数 全氮含量

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棉花单叶黄萎病病情严重度高光谱反演模型研究 被引量：11

9

作者 竞霞 黄文江 +2 位作者 王纪华 王锦地 王克如 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期3348-3352,共5页

对棉花单叶黄萎病病情严重度与原始及一阶微分光谱反射率、高光谱特征参数进行相关分析,构建病情严重度反演模型。结果表明:可见光和短波红外波段光谱反射率随病情严重度增加而增大,且可见光波段光谱反射率差异比短波红外波段更为显著... 对棉花单叶黄萎病病情严重度与原始及一阶微分光谱反射率、高光谱特征参数进行相关分析,构建病情严重度反演模型。结果表明:可见光和短波红外波段光谱反射率随病情严重度增加而增大,且可见光波段光谱反射率差异比短波红外波段更为显著。以红边面积为自变量的线性模型(r=0.6696)及以波长694nm处原始光谱反射率为自变量的对数模型(r=0.6794)均能较好反演病情严重度。通过模型精度检验发现,以714nm处一阶微分光谱反射率为自变量的线性模型为病情严重度诊断的最佳模型,即y=-282.3x+3.8112,该模型具有最大相关系数(拟合r=0.6992,预测r=0.9410),最小均方根误差(0.2571)和相对误差(12.74%)。文章结果对深入研究棉花黄萎病遥感监测机理提供了理论依据,对利用高光谱遥感数据获取病害信息具有重要应用价值。 展开更多

关键词 棉花 黄萎病 病情严重度 高光谱特征变量 反演模型

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基于GA-BP神经网络高光谱反演模型分析玉米叶片叶绿素含量 被引量：10

10

作者 陈春玲 金彦 +3 位作者 曹英丽 于丰华 冯帅 周长献 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期626-632,共7页

叶绿素是评价玉米健康状况的重要生理生化参数,而快速、准确检测玉米叶片叶绿素含量,是实现玉米长势及健康状况精准诊断的关键。为提高玉米叶片叶绿素含量的高光谱反演精度,以玉米试验小区为基础,测定了东北地区玉米不同生长期的叶片光... 叶绿素是评价玉米健康状况的重要生理生化参数,而快速、准确检测玉米叶片叶绿素含量,是实现玉米长势及健康状况精准诊断的关键。为提高玉米叶片叶绿素含量的高光谱反演精度,以玉米试验小区为基础,测定了东北地区玉米不同生长期的叶片光谱反射率及其对应的叶绿素含量。首先采用一阶微分方法提取光谱特征,构建9种高光谱特征参数(Db、Dy、Dr、λb、λy、λr、SDb、SDy和SDr),并分析一阶微分光谱、高光谱特征参数与叶绿素含量间的相关关系,优选出与叶绿素含量相关性较高的3种特征参数作为自变量,分别为535nm处的一阶微分值、蓝边内最大一阶微分值Db、蓝边面积SDb,叶绿素含量实测值作为因变量,随后采用遗传算法对BP神经网络进行优化,建立BP神经网络(BPNN)和遗传算法优化的BP神经网络(GA-BPNN)反演模型,并对模型进行验证;再结合主成分回归(PCR)和偏最小二乘回归(PLSR)模型进行比较。结果表明:叶绿素含量与一阶微分光谱在535nm处具有最大相关系数(R=-0.738),并且与特征参数Db、SDb呈显著相关,相关系数R分别为-0.732和-0.728;遗传算法可以有效地对BPNN初始权值随机化、易陷入局部极值等不足实现优化,并为其定位出理想的搜索空间;GA-BPNN模型的建模集与验证集R2分别为0.878和0.898,RMSE为0.731,与其他反演模型相比,GA-BPNN模型的稳定性和预测能力均表现最好,可为定量预测玉米叶片叶绿素含量提供一定的理论和技术依据。 展开更多

关键词 玉米 叶绿素含量 一阶微分光谱 高光谱特征参数 遗传算法 BP神经网络

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受渍冬小麦不同叶位叶片的SPAD高光谱估算

11

作者 高小梅 李燕丽 +4 位作者 熊勤学 徐乐 李继福 李新竹 王晓军 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期733-740,共8页

实时、准确获取叶绿素含量信息对及时了解农作物受害程度、指导农业生产和估测产量等具有重要意义。为探索受渍冬小麦各层叶片叶绿素相对含量(SPAD)的最优估测模型,本研究设置排灌可控的冬小麦渍害胁迫梯度微区试验,分析了15个常用高光... 实时、准确获取叶绿素含量信息对及时了解农作物受害程度、指导农业生产和估测产量等具有重要意义。为探索受渍冬小麦各层叶片叶绿素相对含量(SPAD)的最优估测模型,本研究设置排灌可控的冬小麦渍害胁迫梯度微区试验,分析了15个常用高光谱特征指数与SPAD的相关关系,并对基于多元线性回归、支持向量机、BP神经网络、决策树和随机森林模型的受渍冬小麦各层叶片SPAD的估算结果进行了对比分析。结果表明:短期渍水(≤3 d)对冬小麦分层叶片的SPAD值影响不明显,当渍水时间大于9 d时,SPAD值随着渍水时间的增加降低较为明显,在生长后期为0;15个高光谱特征指数与SPAD均达到极显著相关水平(P<0.05),其中Ctr2、Dy、NDVI和SIPI 4个指数与SPAD的相关性最好,其相关系数的绝对值分别达到0.880、0.868、0.868和0.833;与基于L1、L2和L3层叶片SPAD相比,基于平均SPAD的高光谱估算结果最好,其R2达到0.719;与其他4个估算模型相比,随机森林模型可较好地估算各层叶片的SPAD值,其R2、RMSE、RE分别为0.824,4.359和2.96%。可见,利用高光谱信息进行受渍冬小麦SPAD估算时可采用平均SPAD值,且基于随机森林模型的估算结果较好。 展开更多

关键词 高光谱特征指数 SPAD 冬小麦 渍害 随机森林模型

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基于地面高光谱遥感的稻纵卷叶螟为害下的水稻LAI估算模型研究 被引量：2

12

作者 苏钰格 包云轩 +2 位作者 唐倩 杨荣明 朱凤 《中国植保导刊》 北大核心 2023年第1期44-51,共8页

为了有效监测稻纵卷叶螟的为害状况及其对水稻生长发育产生的危害,本研究通过开展连续的定点大田观测实验,对稻纵卷叶螟虫情及其为害状况进行调查,通过观测水稻冠层光谱反射率和叶面积指数(LAI)等,分析水稻冠层光谱反射率、植被指数与LA... 为了有效监测稻纵卷叶螟的为害状况及其对水稻生长发育产生的危害,本研究通过开展连续的定点大田观测实验,对稻纵卷叶螟虫情及其为害状况进行调查,通过观测水稻冠层光谱反射率和叶面积指数(LAI)等,分析水稻冠层光谱反射率、植被指数与LAI的相关性,筛选出与LAI相关系数高的光谱特征波段和植被指数,构建了多因子LAI估算模型,并利用实测数据进行验证。结果证明模型拟合效果理想,可为我国更好地开展水稻生产监测提供参考。 展开更多

关键词 稻纵卷叶螟 地面高光谱特征 叶面积指数(LAI) 植被指数 估算模型

原文传递

基于水分光谱指数的烟草叶片等效水厚度估测

13

作者 贾方方 滕世华 +3 位作者 何琳 付安旗 陈淑萍 赵中原 《中国农学通报》 2024年第1期151-156,共6页

为及时、准确监测烟草叶片的水分状况,连续2年开展不同基因型烤烟品种的水分胁迫试验,测定烟叶的光谱反射率和叶片等效水厚度(EWT),系统分析350~2500 nm波段范围内任意2个波段组合而成的比值水分指数(SRWI)和归一化水分指数(NDWI),并构... 为及时、准确监测烟草叶片的水分状况,连续2年开展不同基因型烤烟品种的水分胁迫试验,测定烟叶的光谱反射率和叶片等效水厚度(EWT),系统分析350~2500 nm波段范围内任意2个波段组合而成的比值水分指数(SRWI)和归一化水分指数(NDWI),并构建烟草EWT的光谱指数预测模型。结果表明:(1)不同基因型烟草的叶片等效水厚度均随灌水量的减少而降低。(2)不同水分处理的烟叶光谱反射率在可见光波段和近红外波段均发生了规律性变化。(3)筛选出的烟草叶片等效水厚度的光谱敏感波段主要集中在可见光区域的500~600 nm、近红外区域的700~900和1000~1250 nm、短波红外区域的1900~2000 nm,最佳水分光谱指数分别为NDWI(R1920,R1930)、SRWI(R1930,R1920),核心波段为1920、1930 nm。(4)利用水分光谱指数构建的烟草叶片等效水厚度的线性和非线性预测模型,以极限学习机模型(ELM)的精准度和稳定性最佳(P-R2=0.853**,T-R2=0.855**,RMSE=0.004)。表明可利用水分光谱指数NDWI(R1920,R1930)、SRWI(R1930,R1920)结合机器学习模型实现烟草叶片含水量的精准监测。 展开更多

关键词 烟草叶片 等效水厚度 水分光谱指数 预测模型 极限学习机

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基于无人机高光谱特征参数和株高估算马铃薯地上生物量 被引量：5

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作者 刘杨 冯海宽 +4 位作者 黄珏 杨福芹 吴智超 孙乾 杨贵军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期903-911,共9页

地上生物量(above-ground biomass,AGB)是评价作物长势及其产量估测的重要指标,对指导农业管理具有重要的作用。因此,快速准确地获取生物量信息,对于监测马铃薯生长状况,提高产量具有重要的意义。于马铃薯现蕾期、块茎形成期、块茎增长... 地上生物量(above-ground biomass,AGB)是评价作物长势及其产量估测的重要指标,对指导农业管理具有重要的作用。因此,快速准确地获取生物量信息,对于监测马铃薯生长状况,提高产量具有重要的意义。于马铃薯现蕾期、块茎形成期、块茎增长期、淀粉积累期、成熟期获取成像高光谱影像、实测株高(heigh,H)、地上生物量和地面控制点(ground control point,GCP)的三维空间坐标。首先基于无人机高光谱灰度影像结合GCP生成试验田的DSM(digital surface model,DSM),利用DSM提取马铃薯的株高(H_(dsm));然后利用无人机高光谱影像计算一阶微分光谱、植被指数和绿边参数,进而分析高光谱特征参数(hyperspectral characteristic parameters,HCPs)和绿边参数(green edge parameters,GEPs)与马铃薯AGB的相关性,每个生育期筛选出相关性较高的前7个高光谱特征参数和最优绿边参数(optimal green edge parameters,OGEPs);最后基于HCPs,HCPs加入OGEPs,HCPs加入OGEPs和H dsm的组合利用偏最小二乘回归(partial least square regression,PLSR)和随机森林(random forest,RF)估算不同生育期的AGB。结果表明:(1)提取的H_(dsm)与实测株高H高度拟合(R^(2)=0.84,RMSE=6.85 cm,NRMSE=15.67%);(2)每个生育期得到的最优绿边参数不完全相同,现蕾期、块茎增长期和淀粉积累期OGEPs为R_(sum),块茎形成期和成熟期OGEPs分别为Dr_(min)和SDr;(3)与仅使用HCPs估算AGB相比,使用HCPs加入OGE Ps,HCPs加入OGEPs和H dsm在马铃薯不同生育期可以提高AGB估算精度,且以后者为自变量提高精度的幅度更大;(4)每个生育期利用PLSR和RF估算AGB的建模和验证R^(2)从现蕾期到块茎增长期呈上升趋势,随后开始降低,整体上R^(2)呈先上升后下降的趋势,通过PLSR方法构建的估算AGB模型效果优于RF方法,其中块茎增长期表现效果最好。因此,高光谱特征参数中结合最优绿边参数和株高,并使用PLSR方法可以改善马铃薯AGB的估算效 展开更多

关键词 马铃薯 地上生物量 高光谱特征参数 绿边参数 株高

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高光谱特征参量的冬小麦吸收性光合有效辐射分量估算模型 被引量：4

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作者 张超 蔡焕杰 李志军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2644-2649,共6页

精确估算吸收性光合有效辐射分量(EPAR)对于检测植被水分、能量及碳循环平衡具有重要意义。应用ASD地物光谱仪与SUNSCAN冠层分析仪对冬小麦整个生育期内冠层光谱反射和光合有效辐射进行监测,并利用冠层反射率数据构建了24个高光谱特征参... 精确估算吸收性光合有效辐射分量(EPAR)对于检测植被水分、能量及碳循环平衡具有重要意义。应用ASD地物光谱仪与SUNSCAN冠层分析仪对冬小麦整个生育期内冠层光谱反射和光合有效辐射进行监测,并利用冠层反射率数据构建了24个高光谱特征参量,通过分析不同光谱特征参量与冬小麦FPAR的相关关系,建立冬小麦FPAR光谱参量估算模型。结果表明:除蓝边幅值Db外其余高光谱参量均与冬小麦FPAR呈极显著相关(p<0.01)。红边面积SDr与蓝边面积SDb的比值(VI4)与FPAR的相关系数最高,达到0.836。提取相关性较高的7个光谱参量分别与冬小麦FPAR建立最优线性与非线性估算模型,通过精度检验分析,优选了冬小麦FPAR最合适的模型。对于线性模型,绿峰位置λg与FPAR的反演模型最好,其预测模型的R2,RMSE和RRMSE分别为0.679,0.111和20.82%;对于非线性模型,绿峰反射率Rg与红谷反射率Rr的归一化比值(VI2)与FPAR的反演模型最好,其预测模型的R2,RMSE和RRMSE分别为0.724,0.088和21.84%。为进一步提高模型精度,分别运用多元线性逐步回归与BP神经网络建立多个高光谱参量同时参与的模型,与单参量模型相比,BP神经网络模型的反演精度明显提高(R2=0.906,RMSE=0.08,RRMSE=16.57%)。利用高光谱特征参量测定冬小麦FAPR具有可行性,这为实时、有效、准确监测冬小麦生长过程中FPAR的动态变化提供了一种新的方法和理论依据。 展开更多

关键词 冬小麦 高光谱特征参量 光合有效辐射

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基于高光谱的橡胶单叶叶绿素含量研究 被引量：3

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作者 杨巧明 谢贵水 《热带农业工程》 2011年第2期9-14,共6页

采用高光谱分析和线性回归技术分析了3个橡胶树品种单叶片的室内光谱反射数据和叶绿素含量,确定了橡胶单叶高光谱特征参数(三边面积、反射率和一阶微分值)与3个品种综合的不同物候期和物候期综合下的叶绿素含量的敏感波段。结果表明:三... 采用高光谱分析和线性回归技术分析了3个橡胶树品种单叶片的室内光谱反射数据和叶绿素含量,确定了橡胶单叶高光谱特征参数(三边面积、反射率和一阶微分值)与3个品种综合的不同物候期和物候期综合下的叶绿素含量的敏感波段。结果表明:三边面积均与叶绿素含量的相关达到1%的极显著检验水平;基于反射率和一阶微分值的变量与叶绿素主要呈负相关,敏感波段主要在蓝边范围;利用一阶微分值构建的线性回归模型对叶绿素含量估算较好。 展开更多

关键词 橡胶叶片 高光谱参量 叶绿素含量 相关分析

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基于高光谱和BP神经网络的双子叶植物叶片叶绿素遥感估算 被引量：3

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作者 许童羽 袁炜楠 +2 位作者 周云成 于丰华 杜文 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期749-755,共7页

针对传统叶绿素分析方法具有破坏性且耗费人力、时间长、成本高的弊端,依据LOPEX’93数据集中双子叶植物的高光谱数据和叶绿素值,构建了双子叶植物基于高光谱的叶绿素含量最佳估算模型,利用Pearson相关性分析一阶微分光谱、高光谱特征... 针对传统叶绿素分析方法具有破坏性且耗费人力、时间长、成本高的弊端,依据LOPEX’93数据集中双子叶植物的高光谱数据和叶绿素值,构建了双子叶植物基于高光谱的叶绿素含量最佳估算模型,利用Pearson相关性分析一阶微分光谱、高光谱特征参数与叶绿素的相关关系,发现724nm波段处一阶导数与双子叶植物叶绿素值的相关性最大,其相关性为0.509;高光谱特征参数RVI、NDVI、TCAR与叶绿素的相关性达到0.7以上,构建基于一阶微分光谱、高光谱特征参数和BP神经网络的叶绿素估算模型,并对模型进行验证;再结合一元线性模型、指数模型、对数模型和幂函数模型与BP神经网络模型进行比较。结果表明:叶绿素值与一阶微分光谱在724nm处的光谱数据作为自变量建立的传统回归模型可用于双子叶植物叶绿素的估算,最优建模样本R^2和最优验证样本R_V^2分别为0.541和0.745,RMSE为6.16;基于高光谱特征参数RVI、NDVI、TCAR建立的叶绿素估算回归模型,最优建模样本R^2和最优验证样本R_V^2分别为0.618,0.708;0.632,0.866;0.594,0.654,RMSE分别为6.65,5.61,7.07,将基于高光谱特征参数变量构建传统回归模型时筛选到的光谱参数作为输入,实测叶绿素值作为输出,构建BP神经网络模型,其最优建模R2与最优验模R_V^2分别为0.692和0.874,最优验证样本RMSE为5.23,与其他回归模型相比,BP神经网络模型预测精度最高。研究表明基于高光谱数据的模型具有较好的预测能力,是估算双子叶植物叶绿素值的一种高效的方法。 展开更多

关键词 BP神经网络 一阶微分光谱 高光谱特征参数 叶绿素 双子叶植物

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