位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
基于无人机高光谱遥感的冬小麦叶面积指数反演
  • ISSN号:1002-6819
  • 期刊名称:《农业工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP79[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]北京农业信息技术研究中心,北京100097, [2]国家农业信息化工程技术研究中心,北京100097, [3]农业部农业信息技术重点实验室,北京100097, [4]北京市农业物联网工程技术研究中心,北京100097, [5]南京大学地理与海洋科学学院,南京210023, [6]河南理工大学测绘与国土信息工程学院,焦作454000
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(61661136003,41471351); 北京市自然科学基金项目(4141001); 北京市农林科学院科技创新能力建设项目(KJCX20140417)
中文摘要:

叶面积指数(leaf area index,LAI)是评价作物长势和预测产量的重要依据。光谱特征信息作为高光谱遥感的突出优势在追踪LAI动态变化方面极其重要;然而,围绕光谱特征信息所开展的无人机高光谱遥感反演作物LAI的相关研究鲜有报道。该文利用ASD Field Spec FR Pro 2500光谱辐射仪(ASD Field Spec FR Pro 2500 spectroradiometer,ASD)和Cubert UHD185 Firefly成像光谱仪(Cuber UHD185 Firefly imaging spectrometer,UHD185)在冬小麦试验田进行空地联合试验,基于获取的孕穗期、开花期以及灌浆期地面数据和无人机高光谱遥感数据,估测冬小麦LAI。该文选择同步获取的冬小麦冠层ASD光谱反射率数据作为评价无人机UHD185高光谱数据质量的标准,依次从光谱曲线变化趋势、光谱相关性以及目标地物光谱差异三方面展开分析,结果表明458~830 nm(第3~96波段)的UHD185光谱数据可靠,可使用其探测冬小麦LAI,这为今后无人机UHD185高光谱数据的使用提供了参考。该文研究对比分析了UHD185数据计算的红边参数和光谱指数与冬小麦LAI的相关性,结果表明:12种参数中比值型光谱指数RSI(494,610)与LAI高度正相关,是估测LAI的最佳参数;基于比值型光谱指数的对数形式lg(RSI)构建的线性模型展现出lg(RSI)与lg(LAI)较优的线性关系(决定系数R2=0.737,参与建模的样本个数n=103),且lg(LAI)预测值和lg(LAI)实测值高度拟合性(R2=0.783,均方根误差RMSE=0.127,n=41,P〈0.001);该研究为利用无人机高光谱遥感数据开展相关研究积累了经验,也为发展无人机高光谱遥感的精准农业应用提供了参考。

英文摘要:

Leaf area index (LAI) is the important vegetation parameter, which is the basis to monitor crop growth and predict crop yield and used widely in many applications. Remote sensing techniques are known to be effective, inexpensive and non-destructive methods for estimating the LAI of crop canopies. And unmanned aerial vehicle (UAV) hyperspectral remote sensing technology as a new method for obtaining agricultural resources, crop growth and other information, can bring new opportunities for LAI dynamic monitoring. As is known to all, spectral characteristic parameters are extremely important for hyperspectral remote sensing in tracking the LAI of crop. However, the research about retrieving the LAI based on UAV hyperspectral remote sensing is rarely reported. And few studies based on spectral characteristic parameters in estimating LAI by using UAV hyperspectral data have been done. In this paper, we carried out the sky-to-ground remote sensing experiments used ASD Field SpecFR Pro 2500 spectroradiometer (ASD) and Cuber UHD185 Firefly imaging spectrometer (UHD185) in winter wheat experimental field. And we acquired two synchronal data including UAV hyperspectral remote sensing data and in-field data for 3 critical growth stages i.e. booting stage, anthesis stage and filling stage. So we retrieved the winter wheat LAI by using the acquired data. Firstly, we regarded the ASD hyperspectral data as the standard spectral data for evaluating UHD185 hyperspectral data. And we evaluated UHD185 data from 3 aspects, i.e. the spectral curve trend, the spectral correlation and the target objects’ spectral differences. It demonstrated that the UHD185 spectrums from 458 to 830 nm were reliable data, which could be used to monitor LAI and provide the basis for using UHD185 hyperspectral data in future. Furthermore, we calculated 12 kinds of spectral characteristic parameters, which were 4 red edge parameters including the red edge position (REP), the red edge amplitude (Dr), the red edge area (SDr), a

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《农业工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业工程学会
  • 主编:朱明
  • 地址:北京朝阳区麦子店街41号
  • 邮编:100125
  • 邮箱:tcsae@tcsae.org
  • 电话:010-59197076 59197077 59197078
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-6819
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2047/S
  • 邮发代号:18-57
  • 获奖情况:
  • 百种中国杰出学术期刊,中国精品科技期刊,中国科协精品科技期刊工程项目期刊,RCCSE中国权威学术期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,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:93231