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基于便携式作物生长监测诊断仪的红壤花生叶片氮积累量和叶面积指数监测 被引量：1
1
作者 黄俊宝 曹中盛 +2 位作者 孙滨峰 彭忻怡 李艳大 《江西农业学报》 CAS 2024年第4期8-12,共5页
通过分析红壤花生不同生育期的生长指标动态变化特征及其与冠层光谱植被指数间的定量关系,以赣花5号和航花2号这2个花生品种为试验对象,设置4个施氮水平,在花生关键生育期(苗期、花针期、结荚期和饱果期)利用便携式作物生长监测诊断仪(C... 通过分析红壤花生不同生育期的生长指标动态变化特征及其与冠层光谱植被指数间的定量关系,以赣花5号和航花2号这2个花生品种为试验对象,设置4个施氮水平,在花生关键生育期(苗期、花针期、结荚期和饱果期)利用便携式作物生长监测诊断仪(CGMD-402)采集冠层光谱植被指数,并同步取样测定各处理的地上部生物量、叶片氮积累量(LNA)和叶面积指数(LAI),构建基于CGMD-402的红壤花生LNA和LAI监测模型。结果表明:施氮水平会对红壤花生植株的生长产生影响,地上部植株的生物量会随着施氮量的增加而增大;叶片氮积累量和叶面积指数均随生育进程的推进整体上表现为先升后降的动态变化特征;花针期与结荚期的花生冠层归一化植被指数(NDVI)与LAI和LNA均具有较好的相关性。因此,可利用便携式作物生长监测诊断仪CGMD-402监测红壤花生的LAI和LNA,为江西省红壤花生的精确施氮管理提供技术支撑。 展开更多
关键词 作物生长监测诊断仪 红壤花生 叶面积指数 叶片氮积累量 监测模型
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小麦叶片氮积累量与冠层反射光谱指数的定量关系 被引量：45
2
作者 李映雪 朱艳 +3 位作者 田永超 姚霞 秦晓东 曹卫星 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期203-209,共7页
利用不同小麦品种在不同施氮水平下的3年田间试验数据,研究了小麦叶片氮积累量与冠层反射光谱间的定量关系。结果显示,不同试验中拔节后叶片氮积累量均随施氮水平呈上升趋势,同时冠层光谱反射率在不同施氮水平下存在明显差异。对于低、... 利用不同小麦品种在不同施氮水平下的3年田间试验数据,研究了小麦叶片氮积累量与冠层反射光谱间的定量关系。结果显示,不同试验中拔节后叶片氮积累量均随施氮水平呈上升趋势,同时冠层光谱反射率在不同施氮水平下存在明显差异。对于低、中、高蛋白质含量的品种类型,近红外区域若干相邻波段和可见光波段组成的比值植被指数与单位土地面积上叶片氮素积累量的相关关系均表现较好,因此可用760、810、870、950和1 100 nm反射率的平均值与660nm组成的比值植被指数对不同蛋白质类型小麦品种的叶片氮素积累量进行定量监测,但回归方程的斜率在不同类型品种之间存在显著差异。本研究确立的小麦叶片氮积累量与冠层反射光谱的定量关系可用于不同的小麦品种、生育时期和施氮水平,为小麦氮素营养的监测诊断与精确施肥等提供理论依据和技术途径。 展开更多
关键词 小麦 叶片氮积累量 冠层反射光谱 光谱指数 定量关系
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基于高光谱遥感的小麦叶片氮积累量 被引量：41
3
作者 冯伟 朱艳 +3 位作者 田永超 曹卫星 姚霞 李映雪 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期23-32,共10页
作物氮素状况是评价长势、提高产量和改善品质的重要指标,因此叶片氮积累量的实时无损估测对作物生产的氮素管理具有重要意义。以多个小麦品种在不同施氮水平下的连续3 a大田试验为基础,研究了小麦叶片氮积累量与冠层高光谱参数的定量... 作物氮素状况是评价长势、提高产量和改善品质的重要指标,因此叶片氮积累量的实时无损估测对作物生产的氮素管理具有重要意义。以多个小麦品种在不同施氮水平下的连续3 a大田试验为基础,研究了小麦叶片氮积累量与冠层高光谱参数的定量关系。结果表明,冠层叶片氮积累量随着施氮水平的提高而增加,光谱反射率在不同叶片氮积累量水平下发生相应的变化。叶片氮积累量的敏感波段主要存在于近红外平台和可见光区,其中,"红边"区域表现最为显著。通过微分等技术构造多种植被指数,对高光谱参数和叶片氮积累量间进行相关回归分析,SD r/SDb、FD742和AVHRR-GVI 3个参数与叶片氮积累量关系最密切,方程拟合决定系数R2分别为0.9163、0.9097和0.9142,估计标准误差SE分别为1.165、1.079和1.077。经不同年际独立数据的检验表明,利用光谱参数FD742建立的模型对叶片氮积累量的估测精度为0.8449,预测的RMSE为0.984;红边位置REPIG对叶片氮积累量的估测精度和预测的RMSE分别为0.8394和1.014,表明预测值与观察值之间符合精度高,比较而言,FD742为自变量建立的模型可以更好地评估不同条件下叶片氮素积累状况。 展开更多
关键词 小麦 高光谱遥感 叶片氮积累量 监测模型
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以冠层反射光谱监测水稻叶片氮积累量的研究 被引量：24
4
作者 周冬琴 朱艳 +2 位作者 田永超 姚霞 曹卫星 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1316-1322,共7页
作物氮素状况是评价作物长势、估测产量与品质的重要参考指标，对作物氮素精确诊断与管理具有重要意义。本文以不同施氮水平下的4年田间试验为基础，研究了水稻叶片氮积累量与冠层反射光谱的定量关系。结果显示，在冠层单波段反射率中，... 作物氮素状况是评价作物长势、估测产量与品质的重要参考指标，对作物氮素精确诊断与管理具有重要意义。本文以不同施氮水平下的4年田间试验为基础，研究了水稻叶片氮积累量与冠层反射光谱的定量关系。结果显示，在冠层单波段反射率中，460nm、510nm及760～1100nm的光谱反射率与冠层叶片氮积累量的相关性较好；近红外波段（760～1220nm）与可见光波段（460～710nm）的比值、差值和归一化植被指数与叶片氮积累量都呈极显著正相关，其中比值植被指数的相关性最好；λrep、SAVI和OSAV三个特征光谱参数与叶片氮积累量也呈极显著相关。通过对拟合较好的15个光谱参数进行逐步回归分析，最后选取比值植被指数RVI（1100，560）与叶片氮积累量（LNA）的线性回归方程[LNA：1．099×RVI（1100，560）-2．4671]为水稻叶片氮积累量的定量监测模型。利用不同粳稻品种和水肥处理的观测资料对监测方程进行了检验，其RMSE值均小于18％，表明预测值与实测值之间符合度较高，对不同栽培条件下的水稻叶片氮积累量具有较好的预测性和普适性。 展开更多
关键词 水稻 冠层反射光谱 叶片氮积累量 光谱指数 监测模型
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棉花叶绿素密度和叶片氮积累量的高光谱监测研究 被引量：21
5
作者 黄春燕 王登伟 +3 位作者 闫洁 张煜星 曹连莆 程诚 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期931-936,共6页
利用非成像高光谱仪,获取棉花不同品种、不同密度冠层关键生育时期的反射光谱数据,应用光谱多元统计分析技术,研究表明,棉花冠层叶绿素密度(CH.D)和叶片氮积累量(LNA)分别在反射光谱762 nm和763 nm处的相关系数达最大值(rCH.D=0.8845**... 利用非成像高光谱仪,获取棉花不同品种、不同密度冠层关键生育时期的反射光谱数据,应用光谱多元统计分析技术,研究表明,棉花冠层叶绿素密度(CH.D)和叶片氮积累量(LNA)分别在反射光谱762 nm和763 nm处的相关系数达最大值(rCH.D=0.8845**和rLNA=0.7870**,n=47);而一阶微分光谱数据对CH.D、LNA最敏感的波段均发生在750nm处(rCH.D=0.9098**和rLNA=0.9164**,n=47);采用47个建模样本的一阶微分光谱750 nm处的数值与棉花冠层CH.D建立线性相关模型方程,估算47个检验样本的棉花冠层CH.D,再根据CH.D与LNA建立的线性相关方程估算检验样本的LNA,47个检验样本的实测LNA与估测LNA极显著线性相关(r=0.8982**,n=94),模型方程的估算精度达86.3%,实测值与估算值的RMSE=1.0155,相对误差为0.1380。说明基于高光谱数据的棉花冠层叶绿素密度的遥感估测,可以间接用于棉花冠层叶片氮积累量的监测研究。 展开更多
关键词 棉花 高光谱 叶绿素密度 叶片氮积累量
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基于机器学习和可见光光谱的冬小麦叶片氮积累量估算 被引量：24
6
作者 崔日鲜 刘亚东 付金东 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1837-1842,共6页
在拔节期分4次采集了6个施氮水平下的冬小麦冠层图像,同步进行取样并以凯氏定氮法测定叶片含氮量,进而计算叶片氮积累量。利用随机森林算法分割冠层图像之后提取冠层覆盖度、可见光波段(R,G和B)三个分量及其衍生的5个色彩指数。以冠层... 在拔节期分4次采集了6个施氮水平下的冬小麦冠层图像,同步进行取样并以凯氏定氮法测定叶片含氮量,进而计算叶片氮积累量。利用随机森林算法分割冠层图像之后提取冠层覆盖度、可见光波段(R,G和B)三个分量及其衍生的5个色彩指数。以冠层覆盖度外加色彩指数、色彩分量的两种非线性回归,以及人工神经网络、支持向量回归、随机森林3种机器学习算法建立了冬小麦叶片氮积累量的估算模型。结果表明利用色彩指数的非线性回归模型的估算精度稍低于其他方法,而随机森林算法的拟合精度最高,但存在明显的过拟合现象。其他三种方法,即以冠层覆盖度及色彩分量为输入变量的非线性回归、支持向量回归和人工神经网络方法,均具有较高的拟合精度和泛化性能。 展开更多
关键词 冬小麦 机器学习 可见光 色彩指数 冠层覆盖度 叶片氮积累量
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基于高光谱遥感的花生叶片氮积累量监测模型的研究 被引量：8
7
作者 张晓艳 王丽丽 +3 位作者 刘锋 封文杰 刘淑云 朱建华 《山东农业科学》 2012年第3期7-12,16,共7页
作物氮素状况是评价长势、提高产量和改善品质的重要指标,因此叶片氮积累量的实时无损估测对作物生产的氮素管理具有重要意义。本研究选用大花生品种丰花1号为试验材料,在大田生产条件下,分析了花生叶片氮积累量与冠层高光谱参数的定量... 作物氮素状况是评价长势、提高产量和改善品质的重要指标,因此叶片氮积累量的实时无损估测对作物生产的氮素管理具有重要意义。本研究选用大花生品种丰花1号为试验材料,在大田生产条件下,分析了花生叶片氮积累量与冠层高光谱参数的定量关系。结果表明,叶片氮素含量随生育进程逐渐下降,不同处理之间差异较小;叶片氮素积累量随生育时期推进呈现先升后降的单峰曲线变化趋势,在结荚期达到高峰。花生冠层光谱反射率在740～1 100 nm波段内随叶片氮积累量的增加而增加,叶片氮积累量的敏感波段主要存在于近红外平台和可见光区,其中,"红边"区域表现最为显著。通过微分等技术构造多种植被指数,对高光谱参数和叶片氮积累量进行相关回归分析,红边振幅(Dr)、氮素反射指数(NRI)、归一化植被指数(NDVI)各波段组合平均值及比值植被指数(RVI)与叶片氮积累量关系最密切,方程拟合决定系数分别为0.9194、0.8984、0.8918、0.8899、0.8794、0.8797。经另外一组独立数据的检验表明,对叶片氮积累量的预测以红边位置(REP)和Dr两个参数表现最优,预测的根均方差(RMSE)分别为1.78和1.10,相对误差为5.29%和3.59%。NDVI[Average(1230,1240,1250,1260),640]和土壤调整植被指数(SAVI)两个光谱参数预测的RMSE分别为1.15和1.19,预测相对误差为5.42%和7.41%。比较而言,Dr为自变量建立的模型,可以更好地评估不同条件下叶片氮素积累状况。 展开更多
关键词 花生 高光谱遥感 叶片氮积累量 监测模型
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加工番茄红边特征参数与叶片氮积累量和叶面积指数的关系 被引量：2
8
作者 黄春燕 王登伟 +1 位作者 黄鼎程 马云 《石河子大学学报（自然科学版）》 CAS 2012年第6期672-677,共6页
本文分析了加工番茄两品种四氮素水平关键生育时期的冠层红边特征,红边参数与其冠层叶片氮积累量(LNA)和叶面积指数(LAI)的相关性。结果表明:加工番茄的红边曲线具有双峰现象,在开花期、盛花期、坐果期,红边位置(λr)向长波方向移动了2... 本文分析了加工番茄两品种四氮素水平关键生育时期的冠层红边特征,红边参数与其冠层叶片氮积累量(LNA)和叶面积指数(LAI)的相关性。结果表明:加工番茄的红边曲线具有双峰现象,在开花期、盛花期、坐果期,红边位置(λr)向长波方向移动了2～11nm波段,红边曲线峰值(Dr)较大,LNA和LAI较高。到红果期红边位置向短波方向移动了5～10nm波段,红边曲线峰值也较低,LNA和LAI最低,双峰现象在红果期随着施氮量的减少而减弱,说明红边位置的变化可以指示加工番茄生育时期的氮素营养状况。加工番茄2个品种冠层的λr、红边斜率(Dr)和红边面积(SDr)分别与其冠层LNA和LAI的相关性均达到了1%极显著水平,其中里格尔87-5的Dr与LNA的线性相关和SDr与LAI的指数相关最高(rDr-LNA=0.8181**,rSDr-LAI=0.9136**,n=23,α=1%),说明利用红边参数可以实时快速地获取加工番茄冠层LNA和LAI的信息,可有效监测加工番茄的氮素营养状况。 展开更多
关键词 加工番茄 红边特征参数 叶片氮积累量 叶面积指数 相关关系
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利用红边特征参数监测小麦叶片氮素积累状况 被引量：36
9
作者 冯伟 朱艳 +3 位作者 姚霞 田永超 郭天财 曹卫星 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期194-201,共8页
以不同类型小麦品种在氮素差异梯度下连续3a田间试验为基础,在关键生育时期同步测定冠层光谱反射率、叶片干物质量及氮含量,探索建立小麦叶片氮素状况估算的新型红边参数及监测模型。结果表明,冠层微分光谱在红边区域内随氮素水平提高... 以不同类型小麦品种在氮素差异梯度下连续3a田间试验为基础,在关键生育时期同步测定冠层光谱反射率、叶片干物质量及氮含量,探索建立小麦叶片氮素状况估算的新型红边参数及监测模型。结果表明,冠层微分光谱在红边区域内随氮素水平提高呈明显规律性变化,而原始光谱反射率的变化却较为复杂。与叶片氮积累量关系密切的常见红边参数间存在差异,其中,以GM2、SR705和FD742表现最突出,线性回归模型拟合精度(R2)分别为0.854、0.848和0.873,估计标准误差(SE)分别为1.136、1.160和1.059。基于红边双峰特征分析,构建新型红边双峰特征参数,其中,红边左偏峰面积LSDr_REPLE对叶片氮积累量方程拟合取得很好效果,决定系数和估计标准误差分别为0.869和1.080。经不同年际独立数据的检验表明,以GM2、SR705和FD742为变量,模型预测平均相对误差(RE)分别为17.6%、17.0%和14.9%,而红边左偏峰面积LSDr_REPLE模型预测误差控制得更好,平均相对误差RE为14.5%。以上表明,红边参数GM2、SR705和FD742可以对小麦叶片氮素状况进行有效监测,而红边左偏峰面积LSDr_REPLE模型预测更为准确可靠。 展开更多
关键词 监测 模型 光谱分析 小麦 红边特征参数 叶片氮积累量
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