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基于高光谱的水稻叶片含水量监测研究
  • ISSN号:0578-1752
  • 期刊名称:《中国农业科学》
  • 时间:0
  • 分类:S511[农业科学—作物学]
  • 作者机构:[1]南京农业大学农学院/国家信息农业工程技术中心/江苏省信息农业高技术研究重点实验室,南京210095
  • 相关基金:国家自然科学基金(30871448,30900868)、江苏省自然科学基金(BK2010453)
中文摘要:

【目的】建立快速、无损诊断水稻叶片含水量的估测模型,为水稻水分精确管理提供依据。【方法】基于2年不同土壤水分处理和水稻品种的池栽试验,于水稻主要生育时期同步测定顶部4张叶片的光谱反射率和含水量,系统分析350-2500nm波段范围内任意两波段组合而成的比值(RsI)、归一化差值(NDSI)及差值(DSI)光谱指数,并分析其与叶片含水量的量化关系。【结果】不同土壤水分处理和叶位间,叶片反射光谱具有显著的时空变化特征,叶片含水量的敏感光谱波段主要位于近红外及短波红外区域;RSI(R1402 ,R2272)及NDSI(R1402,R2272)光谱指数与叶片含水量呈现良好的线性相关,线性拟合帮均达到0.80。基于独立试验资料对所建模型进行测试检验也显示,预测值和观察值的拟合帮也均达到0.86。【结论】RSI(R1420,R2272)、NDSI(R1402,R2272)均可用于水稻叶片含水量的定量监测。

英文摘要:

[ Objective ] The objective of the experiments is to develop a key method for fast and nondestructive monitoring leaf water content (LWC) in rice (Oryza sativa L.). [Method] Two field experiments were conducted with different soil water conditions and rice cultivars across two growing seasons, and time-course measurements were taken on leaf hyperspectral reflectance and LWC at top four leaves over main growth stages. Several kinds of hyperspectral indices at leaf scale including ratio spectral indices (RSI), normalized difference spectral indices (NDSI) and difference spectral indices (DSI) with all combinations of two wavebands between 350 and 2 500 nm were calculated, and their relationships to LWC were analyzed. [Result] The results indicated that the leaf spectral reflectance varied distinctly with soil water treatments and different top leaves, the sensitivity bands mostly occured within near-infrared and short-infrared spectral regions. The spectral indices as RSI (R1402, R2272) and NDSI (R1402, R2272) were linear with LWC, giving the determination coefficient of linear regression (S-R2) of 0.80, and the predicted R2 (P-R2) based on the testing performance with independent datasets as 0.86. [Conclusion] It is concluded that the RSI (R1402, R2272) and NDSI (R1402, R2272) can be used to monitor leaf water content in rice.

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期刊信息
  • 《中国农业科学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国农业部
  • 主办单位:中国农业科学院 中国农学会
  • 主编:万建民
  • 地址:北京中关村南大街12号中国农业科学院图书馆楼4101-4103室
  • 邮编:100081
  • 邮箱:zgnykx@caas.cn
  • 电话:010-82109808 82106279
  • 国际标准刊号:ISSN:0578-1752
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1328/S
  • 邮发代号:2-138
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国食品科技文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:85620