基于冠層反射光譜的棉花產(chǎn)量構(gòu)成與品質(zhì)監(jiān)測(cè)研究.pdf

1、目的：本研究利用高光譜儀對(duì)不同處理下的棉花冠層進(jìn)行多時(shí)相監(jiān)測(cè),基于光譜分析技術(shù)和多種分析算法,研究棉花產(chǎn)量構(gòu)成因子、葉片生化組分和纖維品質(zhì)指標(biāo)與高光譜數(shù)據(jù)的相關(guān)性,篩選適宜的特征參數(shù)和植被指數(shù),建立棉花產(chǎn)量構(gòu)成因子和纖維指標(biāo)的最佳定量模型。 方法：本研究主要探討棉花產(chǎn)量和品質(zhì)形成關(guān)鍵時(shí)期冠層反射光譜特征,采用兩類分析方法,-是通過多元統(tǒng)計(jì)和逐步回歸分析方法分析光譜反射率或由此衍生的植被指數(shù)與棉花產(chǎn)量構(gòu)成和冠層生化參數(shù)間的關(guān)系；二

2、是基于棉花冠層光譜變量的分析技術(shù)。篩選出了能較好地估測(cè)棉花產(chǎn)量構(gòu)成和品質(zhì)指標(biāo)的光譜變量和農(nóng)學(xué)參數(shù),建立擬合棉花產(chǎn)量構(gòu)成和品質(zhì)監(jiān)測(cè)的數(shù)學(xué)回歸模型。 結(jié)論：⑴棉花產(chǎn)量構(gòu)成因素中的單位面積總鈴數(shù)、單鈴重與棉花冠層光譜反射率之間相關(guān)性達(dá)到極顯著水平；建立光譜特征參數(shù)與產(chǎn)量構(gòu)成因子的回歸方程,表明選用歸一化植被指數(shù)[920,980nm]可以來預(yù)測(cè)單位面積總鈴數(shù),進(jìn)而對(duì)棉花產(chǎn)量進(jìn)行估測(cè)；可以選用歸一化植被指數(shù)[820,1650nm]對(duì)單鈴重

3、進(jìn)行預(yù)測(cè)；可以選用歸一化植被指數(shù)[820,1650nm]估測(cè)反演籽指,可以選用P_Depth1108對(duì)棉花衣指進(jìn)行預(yù)測(cè)。⑵通過直接對(duì)纖維進(jìn)行光譜測(cè)定,結(jié)果表明吐絮期直接預(yù)測(cè)纖維品質(zhì)的敏感波段范圍比盛鈴前期的廣,并且此期光譜反射率與品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性也較好；盛鈴后期,可以選用Depth1931光譜特征參數(shù)來直接預(yù)測(cè)纖維品質(zhì)指標(biāo)。吐絮期,可以選用P_Depth1112來預(yù)測(cè)主要棉花纖維品質(zhì)指標(biāo)。⑶通過利用高光譜數(shù)據(jù)反演葉片氮素/品質(zhì)指標(biāo)來監(jiān)測(cè)

4、棉花纖維品質(zhì),結(jié)果表明：葉片全氮含量與纖維長度、強(qiáng)度、馬克隆值有較好的相關(guān)關(guān)系。能夠反映棉花葉片全氮含量的敏感波段為可見光的730nm-940nm和短波紅外的1970nm-2500nm。不同生育期葉片含氮量都與葉片光譜反射率的倒數(shù)形式建立的回歸方程之間的決定系數(shù)高,可以選用(730-940nm)光譜反射率倒數(shù)來預(yù)測(cè)葉片氮素含量,根據(jù)以上關(guān)系,說明運(yùn)用利用遙感手段通過監(jiān)測(cè)葉片氮素間接預(yù)測(cè)纖維長度和強(qiáng)度是可行的。⑷利用高光譜數(shù)據(jù)反演棉鈴生化

5、組分/品質(zhì)指標(biāo)來監(jiān)測(cè)棉花纖維品質(zhì)。在盛鈴前期和盛鈴后期,可以利用VARI_green和NRI來估測(cè)棉鈴中可溶性糖含量(決定系數(shù)=0.5696和0.6295)。利用光譜參數(shù)吸收谷寬度σ和Depth962可以來估測(cè)棉鈴中纖維素含量(決定系數(shù)=0.6888和0.5766)。建立盛鈴前期纖維可溶性糖含量(x)與纖維長度(y)間的回歸方程y=-0.1172x2+9.1655x-148.71(R2=0.6532)：和盛鈴后期纖維素含量(x)與纖維長