氮素胁迫下的冬小麦高光谱特征提取与分析

摘要:高光谱遥感是对地观测的重要技术手段,利用野外光谱仪在地面的实测工作为其在精准农业等方面的应用进行有益的尝试,可以提高作物营养诊断的精度。养分胁迫下高光谱特征提取是这一目标的地面预研究。本次试验对不同氮素养分胁迫下冬小麦的不同生育期,分别观测其光谱反射率,分析其生物物理参数的变化规律和反射光谱的特征,利用导数光谱技术对叶绿素含量、叶绿素密度和叶面积指数等生物物理参量同原始光谱、一阶导数光谱进行拟合度比较,结合养分胁迫的特点,分析建立光谱模型的可能性。叶绿素密度在可见光和近红外波段均拟合较好,拟合度在015 左右,高于叶绿素含量与光谱反射率的拟合,而叶面积指数与冠层光谱拟合在近红外波段较好,在可见光波段拟合度较小。通过作物的光谱特征,提取其中重要的近红外反射峰值、绿峰和红端位移特征,与冬小麦的叶绿素密度、叶绿素含量等生物物理参数进行相关分析,建立了线性光谱模拟模型。提取出的特征参量均可有效地模拟生物物理参数的变化,其中叶绿素含量与近红外反射峰值的拟合度(R2 ) 除乳熟期外,都在019 以上;孕穗期反射峰值和绿峰差异最为显著,红端位移最大,同时根据上述模拟模型的分析,孕穗期的模拟模型也有显著的相关关系。综合分析,孕穗期是利用高光谱遥感进行作物长势和养分诊断研究的最佳时期。