国家自然科学基金(30860139)
- 作品数：10 被引量：145H指数：7
- 相关作者：王方永李少昆王克如陈江鲁陈兵更多>>
- 相关机构：中国农业科学院作物科学研究所新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室石河子大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：农业科学理学更多>>
- 利用数字图像估测棉花叶面积指数被引量：23
- 2011年
- 通过3a不同种植密度、品种、施氮量和灌水量的田间试验,在棉花不同的生育期用数码相机、LAI-2000冠层仪和线性光量子传感器采集数据并进行破坏性取样测定,分析图像透光率的有效性和建立LAI估测模型,进而对图像方法、LAI-2000和破坏性取样方法进行比较和分析。结果表明:(1)在太阳高度角最大且变化最小的正午时段,数码相机测量的图像透光率与线性光量子传感器测量的冠层透光率较一致且相对稳定。(2)图像透光率能反映除吐絮期以外各时期的冠层透光状况,但是当LAI大于5时图像透光率出现饱和。(3)综合分析2009和2010年数据,建立了图像透光率估测LAI的模型(R2=0.8438,SE=0.5605);利用2007年独立试验资料检验估测模型的性能,模型检验的拟合度较高(R2=0.8767)且预测误差较小(RMSE=0.4305),当LAI>5时模型的预测能力降低。(4)数字图像、LAI-2000和破坏性取样3种方法测量的LAI值之间均呈现显著的线性相关(R2>0.85),但是图像透光率的饱和性致使当LAI>5时明显低估叶面积指数。
- 王方永王克如李少昆肖春华王琼陈江鲁金秀良吕银亮
- 关键词：棉花叶面积指数数字图像透光率
- 基于棉花冠层光谱的土壤氮素监测研究被引量：13
- 2010年
- 通过连续2年小区氮肥试验,在棉花不同生育期采集冠层高光谱数据并同步测定土壤氮含量,分析棉花冠层高光谱参数与土壤氮含量间的关系,建立基于植株冠层光谱的土壤氮含量估算模型。结果表明:土壤全氮含量随着施氮水平的增加而增加,且差异显著;基于棉花不同时期冠层光谱构建的14种光谱参量与土壤氮含量间的相关性有显著差异。其中,利用冠层光谱参数P_Area1100、Depth980、Area672、PPR(550,540)建立的土壤氮含量监测模型分别在蕾期、花期、铃期、吐絮期4个关键生育期对土壤氮含量的预测均达到了较高的精度,能够很好地反映棉花土壤氮素营养状况。利用植株冠层光谱参数可以很好地监测土壤氮素营养,说明利用植株冠层光谱方法监测土壤氮含量是可行的。
- 潘文超李少昆王克如肖华陈兵王方永苏毅陈江鲁赖军臣黄芳德
- 关键词：棉花冠层光谱土壤含氮量高光谱参数
- 基于宽范围动态植被指数的棉花冠层覆盖度监测被引量：7
- 2011年
- 旨在利用宽范围动态植被指数对棉花冠层覆盖度进行监测,解决传统的利用归一化差值植被指数对冠层覆盖度较高时监测不准确(饱和)的问题。采用高光谱仪获取棉花不同时期不同覆盖度的冠层光谱反射率,通过对构成归一化差值植被指数的近红外波段反射率引入系数α来提高修正后的植被指数随棉花覆盖度变化的动态范围。当利用权重系数0.1≤α≤0.2对近红外波段反射率调整之后,新形成的宽范围动态植被指数用于监测不同覆盖度棉花时未出现"饱和"现象。利用宽范围动态植被指数建立的棉花覆盖度监测模型的决定系数r2>0.948,对棉花冠层覆盖度进行监测,可以解决传统的归一化差值植被指数对冠层覆盖度较高时监测不准确(饱和)的问题,提高了植被指数对棉花冠层覆盖度监测的精度。
- 陈江鲁王克如李少昆肖春华陈兵王方永金秀良吕银亮刁万英王琼王楷何晟国
- 关键词：棉花覆盖度
- 应用两种近地可见光成像传感器估测棉花冠层叶片氮素状况被引量：9
- 2011年
- 作物叶片含氮量是作物长势监测、产量及品质估测的重要依据,实时、无损地监测植株体内氮素营养状况有助于棉花氮肥的正确施用。本研究比较2种近地可见光传感器的光谱和颜色信息用于监测棉花氮素营养的能力,确定MSI200成像光谱仪和数码相机监测棉花冠层叶片氮含量最佳的波段、光谱指数和颜色参数并建立估测模型。结果表明,在可见光波段,冠层反射率随着冠层叶片氮素含量的增加而降低,且叶片含氮量的光谱敏感波段主要位于绿光和红光区域;与棉花冠层叶片含氮量的拟合效果最好的2种传感器的光谱指数为差值指数DI(R580,R680)和G-R,而颜色参数则分别为b*和H,同一传感器以光谱指数的拟合效果优于颜色参数,不同传感器以MSI200数据的拟合效果优于数码相机;利用独立试验资料检验所建模型的估测性能表明,差值指数对棉花冠层叶片氮素的预测能力优于比值指数和归一化差值指数,DI(R580,R680)和G-R所建模型的估测精度最高,分别为0.8131和0.7636。因此,利用数码相机和MSI200型成像光谱仪可以定量估测棉花冠层叶片氮素营养状况。
- 王方永王克如李少昆高世菊肖春华陈兵陈江鲁吕银亮刁万英
- 关键词：棉花冠层叶片含氮量成像光谱仪光谱指数
- 棉花植株水分含量的高光谱监测模型研究被引量：21
- 2010年
- 精确灌溉对无损、快速的水分监测技术有迫切需求。研究棉花冠层高光谱参数与水分的定量关系并建立水分估测模型,以实现棉花水分及时、准确监测。通过2年试验,测定棉花冠层高光谱及植株水分,根据光谱参数与植株含水量的相关关系,建立了植株含水量监测模型。结果表明:棉株含水量与叶片含水量在一定范围内随灌溉量增减而增减,并能区分棉花干旱程度;棉株及叶片含水量与冠层460～514 nm、605～698 nm、1451～1576 nm和1960～2457 nm反射率极显著负相关,与727～1345 nm反射率极显著正相关,且棉株的相关性好于叶片含水量。所选作物水分指数、归一化差值水分指数1、归一化差值水分指数2、水分胁迫指数1、水分胁迫指数2、水分波段指数、水分指数与归一化差值植被指数之比均与棉株及叶片含水量极显著相关;构建了棉株含水量和叶片含水量的最佳监测模型;所建模型精度能满足大田生产对棉花水分监测的要求。
- 苏毅王克如李少昆肖春华陈兵王方永唐强陈江鲁金秀良吕银亮王楷
- 关键词：棉花冠层光谱
- 不同施氮量棉花冠层高光谱特征研究被引量：30
- 2011年
- 棉花精准生产对于无损、快速的植株氮含量监测技术有迫切需求。研究棉花冠层光谱特征及其与植株氮含量间的定量关系,可以实现棉株氮素的无损监测。通过连续两年不同施氮量试验,采集棉花冠层高光谱数据并同步测定冠层植株氮含量,分析不同氮肥处理下棉花冠层高光谱特征及其与棉株氮含量间的关系。结果表明：不同时期棉株氮含量与光谱反射率在可见光波段（400-700 nm）显著负相关,在近红外700-1 300 nm波段显著正相关,而在短波红外1 300-1 800 nm波段的相关性较为复杂。冠层尺度下,在棉花整个生育阶段,可见光波段均为棉株氮含量的敏感波段,而近红外波段仅在盛铃期是棉株氮含量的敏感波段;短波红外波段仅在盛蕾期是棉株氮含量的敏感波段。利用不同时期棉株氮素敏感波段可以构建棉株氮素监测指标。
- 王克如潘文超李少昆陈兵肖华王方永陈江鲁
- 关键词：棉花冠层
- 基于不同植被指数的棉花光合有效辐射吸收分量估算研究被引量：3
- 2011年
- 通过开展小区棉花密度和水分对比试验,分析不同密度和水分处理的棉花整个生育期光合有效辐射吸收分量(FPAR)与光谱反射率的相关关系,建立棉花FPAR光谱估算模型。结果表明,棉花FPAR与选取的所有植被指数均呈极显著相关,其中绿度植被指数(GREENNDVI)和反射率比值(GMI)与FPAR的相关性最好,相关系数(r)分别为0.794和0.765。分别用GREENNDVI和GMI建立棉花FPAR的估算模型,其决定系数(r2)分别为0.657和0.633,均方根误差(RMSE)分别为0.089和0.093。研究表明,利用光谱特征参数可以有效地估算棉花整个生育期的FPAR。
- 金秀良李少昆王克如肖春华王方永陈兵陈江鲁吕银亮刁万英
- 关键词：棉花植被指数
- 利用数码相机和成像光谱仪估测棉花叶片叶绿素和氮素含量被引量：26
- 2010年
- 实时、无损监测棉花叶片的叶绿素和氮素含量对诊断棉花生理状况和氮肥精确管理具有重要意义。本研究基于MSI200成像光谱仪和数码相机2种可见光传感器,分析和比较了光谱和颜色参数与叶绿素、氮素浓度和SPAD读数的关系,并且确立了其定量预测模型。结果表明,不同传感器对叶绿素和氮素最敏感的波段分别为R710和R;光谱指数与叶绿素、氮素浓度和SPAD读数的相关性比原始光谱好,而且以蓝光和红光波段组成的差值指数(DI和R-B)的预测能力最佳;DI所建棉花叶片Chla+b、Chla、Chlb、N和SPAD读数的预测模型的预测误差分别为0.0058、0.0050、0.0018和2.3002mgg-1和4.9736(分别为均值的18.39%、19.47%、30.33%、11.69%和8.45%),预测精度R2分别为0.7965、0.7582、0.6608、0.7019和0.7338;R-B所建模型的预测性比DI差,对Chla+b的预测精度最高(R2=0.7400),而预测Chlb的精度最低(R2=0.5653)。基于CIE1976L*a*b*颜色模型的颜色参数b*和HSI颜色模型的S是2种传感器与叶绿素、氮素浓度和叶色关系较好的颜色参数;b*对叶绿素、氮素浓度和SPAD读数的预测能力稍逊于DI,预测误差和精度都与DI的比较接近;而饱和度S值的预测RRMSE最大,整体预测精度小于0.62。因此,可以利用可见光成像传感器的光谱和颜色参数估测棉花叶片叶绿素和氮素含量。
- 王方永王克如李少昆陈兵陈江鲁
- 关键词：棉花叶片光谱指数叶绿素氮素
- 基于高光谱特征参数的棉花长势参数监测被引量：13
- 2011年
- 通过小区棉花密度和水分对比试验,分析不同密度和水分处理的棉花整个生育期生物量和LAI(叶面积指数)与高光谱特征参数的相关性,建立棉花生物量和LAI光谱估算模型。选取的所有植被指数与棉花LAI和生物量相关性均达到极显著水平,其中光谱参量NDVI(890,670)与LAI的相关性和光谱参量Height(920)与生物量相关性最好,用这2个参量与生物量建立棉花长势估测模型,其决定系数分别为0.804 0和0.760 9,均方根误差分别为0.191 5和0.315 2,利用光谱特征参数可以有效地监测棉花整个生育期的长势变化。
- 金秀良李少昆王克如肖春华王方永陈兵陈江鲁吕银亮刁万英王琼王楷
- 关键词：棉花LAI生物量植被指数
- 基于光谱参数的棉花叶面积指数监测和敏感性分析被引量：7
- 2011年
- 研究棉花冠层光谱参数对不同叶面积指数的响应,建立棉花叶面积指数光谱参数最佳估测模型,并对所选光谱参数进行敏感性分析。利用高光谱仪测定不同时期不同叶面积指数条件下的棉花冠层光谱反射率。结果表明,694 nm和1099 nm分别为可见光和近红外波段区域内与叶面积指数相关性最好的波段,并用于改进前人所建立的光谱参数;宽范围动态植被指数和比值植被指数与叶面积指数的拟合效果最好,估测模型的决定系数(r2)分别为0.8375和0.8324;此外,比值植被指数对棉花叶面积指数变化的敏感性大于宽范围动态植被指数。
- 陈江鲁王克如李少昆肖春华陈兵王方永金秀良吕银亮刁万英王琼王楷何晟国
- 关键词：光谱参数叶面积指数敏感性
