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松材线虫危害下马尾松光谱特征与估测模型研究 被引量：16
1
作者 张素兰 覃菊 +4 位作者 唐晓东 王宇杰 黄金龙 宋清亮 闵佳园 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期865-872,共8页
松材线虫病又叫松树枯萎病,是由于松材线虫寄生在松树上引起的毁灭性死亡病害,其发病速度快、传播迅速、防治难度大。如何识别松材线虫害并对其程度进行估测,对我国森林资源及生态环境保护具有重要意义。研究表明,马尾松叶绿素、水含量... 松材线虫病又叫松树枯萎病,是由于松材线虫寄生在松树上引起的毁灭性死亡病害,其发病速度快、传播迅速、防治难度大。如何识别松材线虫害并对其程度进行估测,对我国森林资源及生态环境保护具有重要意义。研究表明,马尾松叶绿素、水含量会随着虫害程度的加深逐渐减少,不同虫害程度的马尾松光谱反射率呈现较大差异,因此光谱分析技术在虫害程度估测方面具有独特优势。针对不同虫害程度的马尾松样本,研究了其光谱特征参数的变化规律,以实测光谱特征参数为自变量,样本虫害程度量化值为因变量,利用线性回归方程构建了虫害程度估测模型。该研究在光谱特征指标选择和估测模型方法上作了有价值的探索,对评估松材线虫病害有一定的指导意义,可为相关研究及当地精准农业提供科学支持和应用参考。首先针对不同虫害程度的马尾松样本,研究其在绿光、红光及近红外波段内的光谱反射率变化规律,构建指示样本虫害程度的六个光谱特征参数:绿峰反射率(RGP)、绿峰位置(GPP)、红谷反射率(FRB)、红谷位置(RBP)、红边斜率(RES)、红边位置(REP),分析光谱特征参数与虫害程度的相关性。然后构建虫害程度估测模型,其步骤可描述为:(1)计算健康、轻度、中度、重度四种不同虫害程度下的样本光谱特征参数RGP, FRB和RES;(2)量化健康、轻度、中度、重度四种样本虫害程度值;(3)以实测光谱特征参数为自变量,样本虫害程度量化值为因变量,利用线性回归方程构建虫害程度估测模型。实验中选取重庆市涪陵区永胜林场、冒合寨工区的马尾松林为研究对象,随机选取健康、染病、完全枯死的马尾松植株进行监测。数据采集过程中使用ASD野外光谱分析仪FieldSepc4,采集波段范围为从可见光400 nm到近红外波段1 100 nm处,分辨率为1 nm。共采集了70条马尾松植株的有效光谱数据,根据不同虫害程度,将其划分为健康、轻度、中度、重度和枯死五种类型,并利用Matlab软件进行处理分析,得到其光谱反射率曲线。选择涵盖绿光区(510～580 nm)、红光区(620～680 nm)和近红外区(680～780 nm)三个波段,计算各个波段的光谱特征参数,构建虫害程度估测模型。实验结果表明:(1)针对枯死样本,其"绿峰"和"红谷"特征消失,红边陡峭上升趋势被拉平。其他几种类型样本光谱特征参数RGP, FRB和RES与虫害程度呈负相关,虫害程度越深,其光谱特征参数值越小,即健康(RGP)>轻度(RGP)>中度(RGP)>重度(RGP),健康(FRB)>轻度(FRB)>中度(FRB)>重度(FRB),健康(RES)>轻度(RES)>中度(RES)>重度(RES)。(2)随着虫害程度加深,光谱特征参数GPP向长波方向移动,即存在"红移"现象,而光谱特征参数RBP和REP向短波方向移动,即存在"蓝移"现象。(3)与一元线性估测模型相比,二元线性估测模型具有较大的相关系数R^2,较小的估计误差E以及残差。实验中对两棵马尾松样本虫害程度进行估测,二元线性估测模型的结果为PD=2.990 7和PD=3.679,与实际情况相符。在后续研究中将对1 100～2 500 nm波段特征进行相关性分析。 展开更多
关键词 松材线虫 光谱反射率 光谱特征参数 虫害程度 估测模型
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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：8
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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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甲酚红探针双波长负吸收分光光度法测定酒石酸美托洛尔
3
作者 张淑琼 李浩 +2 位作者 秦丽容 丁世敏 江虹 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期229-232,共4页
在弱碱性Tris-盐酸介质中,酒石酸美托洛尔与甲酚红反应生成具有2个负吸收峰的红色离子缔合物,最大负吸收波长位于556 nm,次大负吸收波长位于584 nm,表观摩尔吸光系数(κ)分别为4.22×10~4L/(mol·cm)(556 nm)和3.74×10~4L/... 在弱碱性Tris-盐酸介质中,酒石酸美托洛尔与甲酚红反应生成具有2个负吸收峰的红色离子缔合物,最大负吸收波长位于556 nm,次大负吸收波长位于584 nm,表观摩尔吸光系数(κ)分别为4.22×10~4L/(mol·cm)(556 nm)和3.74×10~4L/(mol·cm)(584 nm),酒石酸美托洛尔的质量浓度在0.06~4.1 mg/L范围内服从比尔定律,检出限分别为0.045 mg/L(556 nm)和0.052 mg/L(584 nm)。当采用双波长叠加负吸收分光光度法测定时,其表观摩尔吸光系数(κ)可达7.96×10~4L/(mol·cm),检出限为0.024 mg/L。探讨了吸收光谱特征、适宜显色反应条件及共存物质的影响。该方法的加标回收率和相对标准偏差RSD(n=5)分别为98.60%~102.8%和1.9%~2.3%,该方法适于市售酒石酸美托洛尔药物中酒石酸美托洛尔的测定。 展开更多
关键词 酒石酸美托洛尔 甲酚红 双波长 负吸收 分光光度法
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