【摘 要】
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本研究于2017年和2018年的6～9月在国家节水灌溉北京工程技术研究中心大兴试验研究基地开展,以夏玉米为研究对象进行小型蒸渗仪试验和大田小区试验。通过小型蒸渗仪试验分析了不同施肥水平下夏玉米植株冠层光谱反射率的变化特征,研究了夏玉米植株冠层光谱反射率及其含氮量的响应关系,筛选出玉米冠层含氮量监测的敏感波段与适宜的光谱指数,构建夏玉米冠层含氮量的高光谱估算模型;同时基于实测的夏玉米冠层高光谱信息,
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本研究于2017年和2018年的6～9月在国家节水灌溉北京工程技术研究中心大兴试验研究基地开展,以夏玉米为研究对象进行小型蒸渗仪试验和大田小区试验。通过小型蒸渗仪试验分析了不同施肥水平下夏玉米植株冠层光谱反射率的变化特征,研究了夏玉米植株冠层光谱反射率及其含氮量的响应关系,筛选出玉米冠层含氮量监测的敏感波段与适宜的光谱指数,构建夏玉米冠层含氮量的高光谱估算模型;同时基于实测的夏玉米冠层高光谱信息,利用传感器光谱响应函数模拟landsat8-OLI和GF-1号卫星传感器光谱反射率,构建基于敏感宽波段和多波段光谱指数的冠层含氮量估算模型。研究结果表明:(1)不同生育期内,在可见光波段,夏玉米植株在拔节期至抽雄期的生长过程中冠层光谱反射率逐渐降低,在灌浆期至成熟期夏玉米植株冠层光谱反射率逐渐升高;在近红外波段,变化趋势与可见光波段相反。不同施肥水平下,在可见光波段范围内,夏玉米植株冠层随着施氮量增加而降低,在近红外波段范围内随着施氮量增加而增加。(2)在拔节期、抽雄期、灌浆期、成熟期和全生育期,利用光谱反射率监测夏玉米植株冠层含氮量的敏感波段分别为685nm、937nm、774nm、719nm和762nm,利用反射率一阶导数监测的敏感波段分别为737nm、752nm、738nm、715nm和726nm,最适宜光谱指数分别为 ND(FD730,FD525)、mNDVI、mNDVI、(SDr-SDb)/(SDr+SDb)和NDRE,且基于三者构建的含氮量预测模型其模拟精度由高到低依次为光谱指数、光谱反射率一阶导数、光谱反射率。(3)基于全生育期红光波段模拟光谱反射率倒数(1/R)和近红外波段中心波长864 nm反射率与夏玉米植株冠层含氮量构建的适用于全生育期估算夏玉植株冠层含氮量的预测模型经过模型精度检验,其决定系数分别达到0.621和0.613;通过主成分分析法基于全生育期夏玉米模拟多光谱反射率计算得到的10个多波段光谱指数与植株含氮量构建了拟合模型,该模型决定系数R2达到0.692,模拟精度较高。(4)综合对比基于敏感宽波段反射率倒数、中心波长、多波段光谱指数构建的全生育期夏玉米植株含氮量估算模型,按照模型模拟精度由高到低排序依次为多波段光谱指数、敏感波段反射率倒数、中心波长。
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