基于高光谱的稻麦叶面积指数监测研究

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1、万方数据基于高光谱的稻麦叶面积指数监测研究modelstablishedwithwaveletfeaturesandvegetationindexwerealmostthesame．ThisindicatesthatwaveletanalysisiSfeasibleintermsofmonitoringtheleafareaindex．Thebestrobusmesswasobtainedwaveletcoefficientwithundergaus2function，features7scalewaveletcoeffic

2、ientsat720nm．Intheearlyheadingstage，R2of0．729andO．662，SEof1．27and1．16．RMSEof1．359and1．132inriceandwheat．InlOWdensity,Rzof0．725and0．861．SEof1．034and0．333。I洲SEof1．238and0．329inriceandwheatKEYWORDS：Rice；Wheat；Leafareaindex；hyperspectral；Vegetationindex；Waveletcoeffici

3、entIV万方数据第一章文献综述与立题依据摘要：在总结作物叶面积指数监测意义和监测原理的基础上，对比传统监测方法与基于光谱监测方法的优缺点，介绍了遥感方法的研究意义，从不同光谱数据处理方法的角度，综述国内外有关作物叶面积指数光谱监测的研究进展，进而提出本研究目的和意义。关键词：作物；叶面积指数；研究进展；光谱监测1作物叶面积指数监测的重要性小麦和水稻是我国重要的粮食作物，2013年我国稻谷类作物播种面积30，311．75，占粮食作物播种面积32．3％，产量20，361．22吨，占粮食作物产量33．8％，小麦播种面积24，11

4、7．26，占粮食作物播种面积25．7％，产量12，192．64，占粮食作物产量20．3％【l】o水稻和小麦的生产在我国农业生产中占有重要地位，保障稻麦生产发展对我国农业发展和粮食安全具有战略意义。叶面积指数(LAI)是指一株植物的叶面积与所占土地面积之比，也是单位土地上植株叶面积的量。叶面积指数受作物生长状态、生育期、种植密度和其他因素影响【2-3】。叶面积指数是反映作物冠层结构的一个重要参数【41，它关系到作物的光合作用、蒸腾作用、水分利用及生物量变化[5．6】。Watson认为叶面积指数的动态变化可以反映作物的产量变化【

5、71。估算农作物的叶面积指数对监测作物的生长状况、指导施肥、病虫害管理、产量预测具有重要意义【81。由于农田样本数目的巨大，致使叶面积指数实测的工作量速度慢、准确度低、成本高[91。而遥感技术以其简便快速、灵敏准确、非破坏性等优点越来越多地应用于作物的长势监测和精准农业。近年来，国际上许多学者在植被冠层叶面积方面都投入了较多的研究，也取得诸多成果[10-13】。2作物叶面积指数监测方法及其研究进展2．1作物叶面积指数地面测量方法叶面指数的测定方法受到不同定义和假设、采样方法、数据分析和仪器误差等多种因素影响，测量值表现出极大

6、的差异，叶面积指数的测量主要分地面传统测量和遥感两种[14】。万方数据基于高光谱的稻麦叶面积指数监测研究直接测量直接测量是测量叶面积指数的经典、成熟和相对精确的方法，也是用来校正其他测定方法的重要方法。直接测量包括了叶子的采集和叶面积的测量。一般有格点法和方格法，描形称重法、仪器测定法、落叶收集法、分层收割法等。叶面积测定仪可以分成两种类型，分别通过扫描和拍摄图像获取叶面积。主要仪器有：CI．202、U．3000、AM．300、LI．3000115】。直接测量法缺点是对植被本身造成一定破坏需要大量人力搜集样品叶子并逐个测量叶

7、子面积，且采样的代表性不容易确定，测量误差因人而不同。目前已逐渐被其他测量方法代替，或用来做辅助测量以矫正其他测量方法数值。间接测量间接测定方法是借助一些测量参数或光学仪器得到叶面积指数的方法。一类是基于叶片光学模型的仪器，主要包括：LAI．2000、AccuPAR、Smiscan、TRAC(TracingRadiationandArchitectureofCanopies)等。这些仪器通过测量太阳辐射透过率、冠层密闭度、冠层空隙大小等参数来估算叶面积指数【16】。LAI--2000、AccuPAR、Smiscan均假设冠层

8、均匀分布、叶倾角、天顶角统一，在测量簇生作物冠层叶面积时会导致误差增大。TRAC则不再做统一设定，通过测量集聚指数，减少了预测与实际的误差。以上仪器的优点是测量方便操作简单，但受环境影响较大，测量时需要保持光源稳定。另一类是基于图像测量，通过获取和分析植物冠层的半球数字图像来计算叶面积指数