基于多源遥感数据的猕猴桃园LAI反演研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:icnew
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
陕西省秦岭北麓和渭河两岸是猕猴桃优势产区,猕猴桃现已成为带动当地经济发展和增加农民收入的特色产业。然而因生态条件的恶化和资源利用的忽视,猕猴桃的部分品种却已处于濒临灭绝状态。因此,对主要猕猴桃种植产区进行遥感监测,明确猕猴桃园的空间分布对保护猕猴桃种质、遗传资源的可持续发展具有重要意义。目前基于地物光谱反射率特征的遥感技术使大面积快速准确的作物生长状况实时监测成为可能。叶面积指数(leaf area index,LAI)作为估算植被生长的理想参数,在反映作物生理过程和生态系统功能方面具有不可替代的作用。目前LAI估算主要应用于冬小麦、玉米、大豆等粮食作物,但对猕猴桃等果园的应用研究较少。鉴于当前可利用的遥感信息源众多,协同分析多源遥感数据反演LAI,并选择适合LAI反演的最佳尺度就显得尤为重要。依靠准确详实的地面高光谱平台和快速便捷的高分辨率无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)平台获得的遥感数据估算猕猴桃园LAI,对猕猴桃园的立体信息获取,以及猕猴桃的生长监测、产量估算和果园管理具有重要意义。本研究获取了2021年5月至8月研究区四个典型生育期(初花期、幼果期、膨果期和成熟期)猕猴桃的长势参数特征、冠层高光谱数据,以及高分辨率RGB图像。根据实测数据论述了猕猴桃LAI等长势参数特征,分析了猕猴桃冠层原始光谱及其十种数学变换光谱的变化规律;通过对猕猴桃冠层光谱进行植被指数和光谱指数构建等高光谱处理,分别计算与相应时期LAI实测值的相关性,并构建相应估算模型;提取不同生育期无人机RGB图像的光谱和纹理特征,通过组合新变量集构建相应时期的LAI估算模型,反演猕猴桃园LAI的空间分布特征;并结合哨兵二号影像对研究区猕猴桃园LAI进行尺度转换,研究表明:(1)猕猴桃植株的冠层结构参数不断发生变化,随着生育期的推进,LAI呈现逐渐增大的趋势,成熟期达到最大。猕猴桃冠层光谱反射率在可见光波段蓝色、红色谱带的吸收谷随时间逐渐减弱,绿色谱带的反射峰逐渐增强;近红外长波区,水的吸收强度随波长减小而减弱。经过不同形式的光谱变换后猕猴桃冠层光谱特征明显,其特征波段更容易凸显。倒数变换将原始光谱的“峰谷”特征调转;对数倒数变换拉长了反射率的极值变化;倒数一阶微分变换后,曲线波动起伏变化较大,可见光蓝、绿、黄、红边特征明显;对数倒数一阶微分增强可见光特征波段的同时还增强了近红外短波、长波区间的水和二氧化碳吸收带,且给微分变换增加更多的特征波段。(2)四种高光谱处理后的光谱与LAI实测值具有显著相关性,与成熟期原始光谱474 nm处的反射率相关性最高(-0.684),与幼果期平方根变换光谱2056 nm的反射率相关性最高(0.760),与成熟期修正单比指数(MSR)的相关性最高(0.686),与成熟期差值光谱指数DSI(1382,414)的相关性最高(0.786)。四种高光谱LAI估算模型中,数学变换光谱模型(建模R~2=0.700,RMSE=0.542,n RMSE=17.25%)优于光谱指数模型(建模R~2=0.635,RMSE=0.214,n RMSE=20.11%),优于原始光谱模型(建模R~2=0.579,RMSE=0.230,n RMSE=30.17%),以及传统的植被指数模型(建模R~2=0.564,RMSE=0.234,n RMSE=23.70%)。(3)无人机单变量模型可基本满足对幼果期和膨果期LAI的预测,但对于初花期以及成熟期来说,单变量模型的精度较低,融合光谱和纹理特征的LAI估算模型精度更高。膨果期结合纹理特征的SWR模型精度(验证R~2=0.789)高于纯光谱特征模型(验证R~2=0.690),与纯光谱特征模型相比,结合纹理特征后的模型估测能力更强。因此,光谱和纹理特征的结合更适用于猕猴桃园的生长监测。机器学习算法RFR模型对LAI的估算精度较高,且能显著提高模型的预测性和准确性,膨果期估算模型(验证R~2=0.829,RMSE=0.069,n RMSE=13.49%)在不同生育期模型中的预测精度最高。(4)通过对猕猴桃园LAI反演“点—面”和“面—面”升尺度转换的研究发现,基于无人机高分辨率尺度的普通克里金插值法更适用于猕猴桃园LAI反演尺度的研究,验证R~2达0.656,且“点—面”升尺度转换前后,LAI空间分布特征呈现相似趋势;无人机高分辨率影像经“面—面”升尺度转换前后,LAI空间分布特征基本相似,但与Sentinel-2估算出的LAI分布特征有所差异,无人机升尺度后的LAI估测值偏低,此外,无人机升卫星10 m尺度后与Sentinel-2影像的拟合效果一般。
其他文献
查阅1998年至今相关文献,总结升阳散火汤病机特点、临床应用指征及应用范围,为升阳散火汤进一步的开发和应用研究提供参考。现代中医临床主要以该方加减治疗发热(不明原因高热、持续性发热、顽固性低热、腹胀发热等);糖尿病周围神经病变;复发性口腔溃疡、咽炎、唇炎、鼻窦炎;痤疮;神经系统相关疾病;其他各种符合阴火病机的疑难杂症(丘疹、便秘、头晕、牙痛、灼热足、白细胞减少症、过敏性紫癜、干燥综合征等)。
废弃煤层自燃在我国废弃煤矿中广泛分布,大量数据证明通过单一方法勘查不能准确查明自燃区燃烧状况。在山西宁武煤田废弃矿山治理过程中,为了准确查明自燃区燃烧状况,本次工作综合应用了热红外遥感、高精度磁测、地面活性炭氡气测量和钻探验证的方法,通过对多种物探勘查方法取得的成果进行对比分析,综合确定了火区的边界和层位。经钻孔验证,综合物探解译的边界和深度是可靠的。此次勘查证明,采用热红外遥感、高精度磁测和地面
目的:肝切除(Hepatic Resection,HR)仍然是结直肠癌肝转移(Colorectal liver metastasis,CRLM)局部治疗的一线选择。热消融(Thermal Ablation,TA)由于微创、可重复、有效、安全等特点在局部治疗中的地位逐渐得到了认可,但通常作为不适合HR的替代治疗。因此,本研究的目的在于比较TA与HR治疗异时性CRLM的疗效,探讨TA的潜在合适人群。方
山药多糖作为山药中重要的生物活性成分之一,其主要生物活性包括抗氧化、免疫调节、保护肝脏、降血糖、调节胃肠健康等功能,微量元素铜对动物机体的健康生长同样有着重要作用。故本研究旨在探讨山药粗多糖铜络合物对817肉鸡生长性能、小肠消化酶活性及形态结构的影响,从而为山药粗多糖铜络合物在817肉鸡养殖方面的开发利用提供科学理论依据。试验选取360只体重相近,健康状况良好的1日龄817肉鸡作为试验动物,将其随
<正>在短视频内容、情节朝多元化、丰富化方向发展的网络时代,企业专注于以富有真情流露、精辟之论、不俗之见的独特文案作为宣传亮点,从而掌握“流量密码”,脱颖而出。而由于文案所具有的独创性、价值性,逐渐成为企业版权合规关注的重点对象。前不久,引发网友热议的“小满”事件,反映企业版权意识有待增强的同时,也暴露出企业版权合规管理建设的短板。
期刊
<正>一、基本信息1.申请号:CN202011620822.1。2.发明人:戴慧敏、赵宁博、高铁、赵英俊、秦凯。3.专利权人:中国地质调查局沈阳地质调查中心。4.授权时间:审中。5.技术领域:本发明属于土壤质量评价技术领域,具体涉及一种基于航空高光谱的黑土地质量综合评价方法。二、发明内容本发明的目的是提供一种基于航空高光谱的黑土地质量综合评价方法,能够快速地在景观尺度上对黑土地质量进行全面综合的评
期刊
以水溶性单体丙烯酰胺(AM)的反相乳液聚合为模型反应,通过引入开关溶剂环烷酸作为部分油相,合成了粒径为250 nm的pH响应型聚丙烯酰胺(PAM)聚合物乳液。研究了油水比、乳化剂用量对乳液稳定性的影响。通过扫描电镜和透射电镜研究聚合物乳液的pH响应性。结果表明,基于环烷酸构建聚丙烯酰胺聚合物乳液有良好的pH响应能力。通过直接添加NaOH至聚合物乳液或将聚合物乳液加入至pH>9的水中,均可实现聚合物
<正>我是原来浙江省贸促会做展览的业务,浙江贸促会和全国差不多,开创了浙江省多个展览的创办。但是后期随着整个浙江外贸的发展,原先很多的展览会从品牌培育来说,其实还是有很大的缺失。到现在为止我们浙江贸促会参与的浙江的医疗器械展三十多年,现在还是办非常红火,而且效益很好。刚才我在参观河北省一些展览会感到很亲切,因为从后期我们参与到浙江的很多县域展览活动当中去,我在贸促会的时候也解除了一些县域城市的会展
期刊
本文根据神府煤田煤层自燃火区勘查及治理工作的目标和要求,以杨伙盘煤矿煤层自燃火区为例,在以往煤田地质勘查和矿井开发资料分析的基础上,首先通过卫星遥感、无人机遥感技术、结合地面调查及红外测温手段,查明杨伙盘煤矿煤层自燃区范围、深度及燃烧特征;研究该区了煤层自燃的机理,根据火区分布与自燃特征,提出了"阻断火源+剥挖火煤+回填平整+改良土壤+复垦复绿"的治理方法,使该火区得到了彻底治理并平整耕作用地面积
会议
"双手万能、手脑并用"是中华职业教育社的社训,是黄炎培先生职业教育思想的精髓,也是职业教育发展的科学方法论,深刻久远地影响着中国职业教育发展,对当代和今后职业院校办学实践具有重要指导意义。北京市丰台职业教育中心学校追随黄炎培、陶行知等职教先行者足迹,秉承"塑造一双会思考的手"的办学理念,及时调整办学发展战略,大力弘扬工匠精神,努力培育技术技能人才,高水平服务首都社会新发展,开创了丰台区职业教育由衰