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《COMPUT ELECTRON AGR》--基于无人机高光谱影像监测倒伏胁迫下玉米冠层叶绿素密度

2024-09-06 09:29:59

研究单位

中***农业大学

******农业信息技术工程研究中心

******智能农业装备研究中心

武汉大学


图3 玉米倒伏人工控制照片

图4 试验田玉米倒伏类型(RL:根倒伏;SB1:玉米茎秆在第3节间处弯曲;SB2:玉米茎秆在玉米穗下部节间处弯曲;SI60°、SI45°、SI30°分别为玉米茎秆倾斜60°、45°、30°;CK:对照的直立植株)

图5 数据采集照片

图6 实验地块高光谱影像真彩色合成图(VT:抽穗期;R3:乳熟期)
图7 实验地块的高光谱立方体图像

图8 玉米植株倒伏示意图、冠层高度(h)和倒伏后冠层高度(hL)、地块面积(A)和采样面积(s)

图9 不同倒伏程度玉米的OCS变化

图10 不同倒伏等***玉米冠层光谱红边位置

图11 不同倒伏程度的冠层图像

图12 玉米叶片和茎秆的光谱曲线

图13 不同倒伏程度CCD的变化

图14 CCD与OCS之间的关系
图15 CCD与FOD之间的关系

图16 CCD与WC之间的关系

图17 基于OCS(a)、FOD(b)、WC(c)和VI(d)构建模型估算的CCD与实测CCD之间的关系
图18 CCD空间分布图(注:CCD<0为玉米叶片阴影、玉米植株之间的间隙以及倒伏暴露的土壤)

研究结论

针对作物倒伏胁迫,基于无人机高光谱影像进行CCD估算和倒伏等***监测。构建表征玉米倒伏严重程度的CCD指数,该指数融合了作物结构参数和生理参数,能够解释倒伏胁迫下作物冠层结构的变化和对作物生理活动的影响。分析了不同倒伏等***下玉米冠层光谱与CCD的变化特征,探究不同光谱参数与CCD的内在联系,并在特征变换和CCD模型构建方面开展了***系列研究。结论如下:(i)随着倒伏等***的增加,玉米冠层光谱反射率增大,红边位置向短波方向移动;(ii)倒伏胁迫越严重,CCD越高;特征变换提高了FOD、WC、VI与CCD的相关性,相关性高于OCS。(iii)基于VI的敏感参数构建CCD模型,R2=0.63,RMSE=0.36 g/m3,得到了不同倒伏等***下CCD的空间分布情况。结果验证了CCD为利用无人机高光谱影像进行作物倒伏等***评估提供了***种可靠、准确的方法,且能够满足田块尺度上作物倒伏等***识别的需求,为无人机高光谱监测作物倒伏信息提供了依据。

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.compag.2021.106671
(文章来源于仪器网)


(来源: