基于卫星遥感的油菜菌核病监测研究

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1、分类号：密级：学号：2010107057单位代码：10759石河子大学硕士学位论文基于卫星遥感的油菜菌核病监测研究学位申请人房林峰李少昆教授指导教师王克如副教授申请学位门类级别农学硕士学科、专业名称作物栽培学与耕作学研究方向作物信息技术与精准农业所在学院农学院中国·新疆·石河子2013年6月StudyofmonitoringSclerotiniasclerotiorumbasedonsatelliteremotesensingADissertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirement

2、sfortheDegreeofPost-graduationofAgricultureByFangLin-feng(AgriculturalInformationTechnology)DissertationSupervisor:Prof.LiShao-kunJune,2013石河子大学学位论文独创性声明及使用授权声明学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是在我导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示谢意。研究生签名：时间

3、：2013年6月18日使用授权声明本人完全了解石河子大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文在学校图书馆保存并允许被查阅。有权自行或许可他人将学位论文编入有关数据库提供检索服务。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。研究生签名：时间：2013年6月18日导师签名：时间：2013年6月18日摘要【目的】研究基于国产环境卫星的健康、病害油菜田块全生育期光谱指数变化规律及其与农学参数的关系，探索基于卫星平台的遥感监测大田油菜长势与菌核病害的理论方法与途径。【方法】研究确定油

4、菜不同生育期表征其长势的最佳农学参数及用于长势监测的12种卫星光谱植被指数。2011~2012年连续两年对定点田块开展与卫星过境同步的长势指标测定，综合卫星与地面两方面数据建立油菜长势监测模型。并将健康、病害地块对应数据对比分析，考察两者指标在发病前后的差异显著性，以此结果为基础，在全团油菜菌核病的高发期，采用四种基于光谱参数的监督分类方法（平行六面法、马氏距离法、最小距离法、最大似然法）对全团油菜地块进行病害检测，最后进行分类精度检验。【结果】油菜苗期—蕾薹（播种后22-62天），叶面积指数(Leafareaindex,LAI）为该时期表征长势的最佳农学参数，且LAI与除TS

5、AVI外的11种植被指数极显著相关

6、r

7、>0.8**(n=76)，其中RVI、2DVI为估测LAI误差最小的两种指数，拟合方程R>0.8，相对误差分别为22.9%与22.4%.蕾薹—盛花（播种后62-78天），油菜花面积指数(Flowerareaindex,FAI）为该时期表征长势的最佳农学参数，且FAI与TSAVI显著相关

8、r

9、=-0.261*(n=71)，与其余植被指数极显著相关2

10、r

11、>0.78**(n=71)，其中NDVI为估测FAI误差最小的光谱指数，拟合方程R>0.7,相对误差为42.4%.盛花—花末（播种后78-98天），油菜角果面积指数(Podareaindex

12、,PAI）为该时期表征长势的最佳农学参数，且PAI与除TSAVI外的11种植被指数极显著相关

13、r

14、>0.52**(n=52)，其中TVI为估2测PAI误差最小的光谱指数，拟合方程R>0.4，相对误差为18.7%.病害田块发病后直到成熟收获，表征长势关键农学参数与植被指数均同健康田块表现出较大差异，显著差异性t检验结果显示NDVI、RVI和DVI发病前无显著差异，发病后均达到了极显著差异。基于此结果采用的四种利用光谱指数的监督分类方法中最大似然法对病害的区分与大田的实际情况最接近，其kappa系数为0.72，达到高度的一致性（substantial）。【结论】根据油菜生育期特点，

15、在不同时段采用对大田农情最具表征性农学参数与卫星光谱植被指数量化分析，建立卫星光谱植被指数对LAI、FAI和PAI的估测模型，具有较好的估测精度，由此说明利用环境卫星实现对油菜长势的实时监测是可行的。油菜病害地块发病后，表征长势信息的关键植被指数NDVI、RVI与DVI均与健康地块达到了极显著差异水平，并且最大似然法对病害的区分与大田的实际情况达到高度的一致性。由此可见，利用国产环境卫星的光谱植被指数来监测油菜菌核病害是可行的。关键词：油菜；菌核病；光谱植被指数；农学参数；生育期IIIAbs