基于高光谱数据的玉米叶面积指数和生物量评估

分类： 农、林、牧、渔 >> 农、林、牧、渔业科学其他学科 提交时间： 2023-02-17 合作期刊: 《智慧农业（中英文）》

束美艳 陈向阳 王喜庆 马韫韬

摘要： 利用高光谱技术获取玉米农学参数信息，有助于提升玉米精准管理水平。本研究基于3个种植密度 和5份玉米材料的田间试验，获取玉米大喇叭口期的地面ASD高光谱数据与无人机高光谱影像，分析不同种 植密度下不同遗传材料的叶面积指数（LAI） 和单株地上部生物量，构建基于全波段、敏感波段和植被指数 的LAI和单株地上部生物量高光谱估算模型，比较分析两类高光谱数据在玉米表型性状参数上的监测能力。 结果表明，野生型玉米材料的冠层光谱反射率在近红外波段随着种植密度的增大而增大; 同一种植密度下 的野生型玉米材料的光谱反射率在可见光和近红外波段均为最低。在可见光波段550 nm的波峰处，4种转基 因材料的光谱反射率比野生型玉米材料的光谱反射率提高4.52%~19.9%，在近红外波段870 nm的波峰处，4 种转基因材料的光谱反射率比野生型玉米材料的光谱反射率提高23.64%~57.05%。基于21个高光谱植被指 数构建的模型对LAI的估算效果最好，测试集决定系数R2为0.70，均方根误差RMSE 为0.92，相对均方根误 差rRMSE 为15.94%。敏感波段反射率（839~893 nm和1336~1348 nm） 对玉米单株地上部生物量估算效果 最佳，测试集R2为0.71，RMSE 为12.31 g，rRMSE 为15.89%。综上，田间非成像高光谱和无人机成像高光谱 在玉米LAI及生物量估算方面具有较好的一致性，能够快速有效地提取地块尺度玉米农学参数信息，本研究 可为高光谱技术在小区尺度的精准农业管理应用提供参考。

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