基于光谱指数波段优化算法的小麦玉米冠层含氮量估测

来源 :光谱学与光谱分析 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mmmzyh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
作物关键生育时期冠层氮素含量的实时监测对于优化氮肥用量和减少环境风险具有重要的意义。为了寻求预测不同作物氮素含量的最佳光谱参数,实现作物氮素无损营养诊断。本研究通过2008年—2011年在德国慕尼黑弗莱辛和河北曲周的不同氮量的小麦玉米田间试验,采用高光谱仪获取小麦玉米冠层的反射光谱,利用光谱理论模型进行光谱指数波段的优化,从而抽取不同冠层结构条件下的小麦玉米氮素营养敏感波段。结果表明与传统的基于红光的光谱指数相比,优化光谱指数显著提高了小麦玉米冠层氮素含量的预测能力,克服了传统的基于红光光谱指数的饱和问题。优化光谱指数的波段结合随着作物品种及其冠层结构的变化而变化,其优化波段范围主要集中在红边(730~760nm)和红边向近红外的过渡区域(760~880nm)。优化结果显示玉米最佳光谱指数为R_(λ766)/R_(λ738)-1,小麦最佳光谱指数为R_(λ796)/R_(λ760)-1,玉米小麦相结合优化后的最佳光谱指数为R_(λ876)/R_(λ730)-1。结果进一步验证了优化光谱指数估测的不同作物含氮量的预测值与实测值相关性最高,且验证偏差最小,证实了优化后的光谱特征参数可对不同作物氮素丰缺状况进行快速、准确、无损估测。试验结果也为设计作物冠层氮素传感器和更好的利用现有基于卫星的传感器实施区域上的作物氮素营养监测提供了理论基础。 Real-time monitoring of canopy nitrogen content during key crop growth stages is of great importance for optimizing nitrogen use and reducing environmental risks. In order to find the best spectral parameters for predicting nitrogen content in different crops, crop nitrogen nutrition diagnosis is realized. In this study, field experiments were conducted on wheat and corn with different nitrogen contents in Freising, Hebei province and Quzhou, Hebei during 2008-2011. The reflectance spectra of wheat canopy were obtained by using hyperspectral spectroscopy, and the spectral index band was optimized by spectral theory , So as to extract the sensitive bands of wheat nitrogen under different canopy structure. The results showed that compared with the traditional spectral index based on red light, the optimized spectral index significantly improved the prediction of wheat nitrogen content in canopy, which overcomes the traditional saturation problem based on red spectral index. The band of optimized spectral index changes with crop variety and its canopy structure. The optimized band mainly focuses on the transition from red edge (730 ~ 760nm) and red edge to near infrared (760 ~ 880nm). The optimized results showed that the optimum spectral index of maize was R_ (λ766) / R_ (λ738) -1, and the optimum spectral index of wheat was R_ (λ796) / R_ (λ760) Is R_ (λ876) / R_ (λ730) -1. The results further verify that the predicted value of nitrogen content of different crops with the optimized spectral index has the highest correlation with the measured value and the minimum of the verification deviation. It is confirmed that the optimized spectral characteristic parameters can quickly and easily determine the nitrogen abundance and deficiency of different crops, Accurate, non-destructive estimation. The results also provide a theoretical basis for designing crop canopy nitrogen sensors and better monitoring crop nitrogen nutrition in areas where existing satellite-based sensors are used.
其他文献
高校研究生党建工作是研究生培养过程中的重要内容,党建工作的有效开展在高等教育和人才培养上有着举足轻重的作用。高校党支部主要存在着三种设置方式:横向型、纵向型和其他型
湖北省十堰市郧阳区(原郧县),地处鄂西北大山区,全区现有20个乡镇(场),338个村,总人口63万人,其中农村人口48万,户口制度改革后大量农村剩余劳力涌入城镇,目前乡下只有一些老
类风湿关节炎发病与遗传、环境、感染等多种因素有关,目前仍无治疗的特效药。中药在治疗痹证方面有其独特的效果,但其现代药理学机制尚未完全阐明,从而限制了中药的开发利用
我国自2000年以来,建筑行业的建设发展是日益复苏,全国进入一个建筑业的新建时代。在建筑业的创新与发展中,随着沿海地区和中东地区土质较差的地方开发,对软弱地基的新型处理
根据我院实施“科技兴检”战略,提升自主创新能力,结合目前限速器校验仪应用的实际情况,提出了“电梯限速器校验装置应用选型研究”课题。分析现在使用的限速器校验装置存在的不
天然米糠蛋白质因疏水氨基酸含量高而导致功能性质较差,限制了其在食品加工中的应用。利用表面活性剂吐温-80与米糠蛋白质复合,考察复合加热时间、加热温度和吐温-80浓度对米
专职理论教师和来自实践部门的兼职教师共同出现在刑法学教学课堂中的双师教学模式有助于弥补传统理论教学的单一性缺陷,符合公安院校培养应用型人才的教育目标。可以通过合
针对物流配送过程中,如何合理安排配送路线,提高配送效率、降低配送成本和碳排放量的问题,分析了车辆载重量、行驶速度、行车距离、交通状态等因素对车辆油耗的影响,建立了以
从模具收缩率的理论公式出发,详细分析了影响收缩率的各种因素,总结了一些成功的取值方法,目的是为同行解决类似问题提供一种思路。
文章就视唱练耳教学中有关音高和音程等方面的问题进行了初步的探讨,用例证来阐释自己的见解。