不同早籼稻和秋玉米品种的SPAD值高光谱估算模型

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bird2000521
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本文为了找到2种作物不同品种的光谱特征差异及其SPAD值最佳估测模型,以早籼稻和秋玉米的不同品种为研究对象,采用ASD Field Spec 3地物波谱仪采集的光谱数据和SPAD-502 plus叶绿素仪采集的叶绿素相对值,对进行水稻和玉米SPAD值与其一阶微分光谱和光谱参数的相关性分析,筛选出2种作物不同品种的敏感波长和相关性最大的光谱参数,以此作为自变量,构建早籼稻和秋玉米各个品种的SPAD值估测模型,得到如下结果:(1)12个早籼稻品种原始光谱反射率总体变化趋势一致,均在可见光波段范围内较近红外波段范围内表现出低反射率;同时,所有品种的一阶微分光谱均在可见光绿光范围(492-553nm)内和近红外波段(675-794nm)呈现两个明显的波峰,并在近红外波段出现两个明显波谷。并且每个品种原始光谱均呈现出随生育期的递进,光谱反射率逐渐降低的趋势。(2)选取基于一阶微分光谱的6个敏感波长和5个相关系数最高的光谱指数作为自变量,SPAD值作为因变量,构建不同早籼稻品种SPAD值的估测模型,并计算模型的决定系数(R~2)、均方根误差(RMSE)和相对误差(RE),得到不同品种的SPAD值最佳估测模型为:株两优689,Y=-2357.791*DSI(R’1907,R’513)+36.902;陵两优265,Y=-1982.599*DSI(R’1905,R’524)+40.344;9两优179,Y=7711.955*R’509+34.033;株两优158,Y=-17980.797*R’618+35.401;中早35(CK),Y=-1432.906*DSI(R’1975,R’705)+34.578;陵两优747,Y=-6862.259*DSI(R’2236,R’680)+37.461;9两优165,Y=-14179.845*R’585+34.400;中组120,Y=6686.750*DSI(R’1977,R’575)+29.897;中早59,Y=-5842.944*DSI(R’1917,R’513)+36.222;中两优474,Y=7541.843*DSI(R’1956,R’583)+34.289;加两优500,Y=6904.326*DSI(R’1970,R’585)+34.815;中早64,Y=6904.326*DSI(R’1970,R’585)+34.815。(3)不同秋玉米品种的原始光谱反射率的变化规律大体一致,均在可见光范围内表现出低反射率和近红外范围内表现出高反射率,且在可见光范围内的波峰峰值较为接近。不同品种一阶微分光谱曲线在400nm-1000nm波长范围内具有双峰特征。(4)综合8个秋玉米品种建模集和验证集的RMSE和RE得到各品种SPAD值的最佳估测模型分别为:双兴玉2号,y=-19533118R’~2671+48050.806R’671+46.482;正大999,y=14888708R’~2676+15133.378R’676+41.232;湘农玉27号,y=86746.221DSI(R’628,R’673)+18.798;兴玉818,y=136.176NDSI(R’667,R’739)+190.901;临奥1号B3y=31211.09DSI(R’549,R’671)+54.037;湘农玉32号,y=26016.52DSI(R’553,R’677)+54.037;洛玉1号,y=530.47.443DSI(R’539,R’654)+91.222;田玉335,y=-12646105R’~2677+52181.083R’677+29.068。其中,除双兴玉2号、正大999和田玉335表现为多项式的模型最佳外,其余品种均表现为一元线性模型为最佳。
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