利用LandsatTM遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期主要長勢參數(shù)

1、第5期譚R偉等：利用LandsatTMig數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期要氏勢參數(shù)#農(nóng)業(yè)工程學(xué)報Transactions of the CSAE利用Landsat TM遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期主要長勢參數(shù)譚昌偉王紀華2,趙春江2,王妍1,王君嬋】，童璐-朱新開】，郭文善曲(1.揚州大學(xué)江蘇省、作物遺傳生理重點實驗電/農(nóng)業(yè)部長江中卜游作物生理生態(tài)與栽培取點開放實驗室,揚州225009：2國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心，北京100097)摘要：為將準農(nóng)業(yè)技術(shù)休系中的小麥農(nóng)藝處方特理決策提供詳盡的全局性信息.該文以2007-2009年試驗實測數(shù)據(jù)為 基礎(chǔ).以Landsat TM 像為遙感數(shù)據(jù)源.分析試驗樣點開

2、花期冬小麥上耍長勢參數(shù)與品質(zhì)和產(chǎn)竝間以及與衛(wèi)杲遙感變 啟間的相關(guān)性分別建立及評價了 TM影像遙感變就監(jiān)測冬小麥開花期SPAD值、住物啟、葉而積指數(shù)和葉片氮倉雖的 模型。結(jié)果衣明：冬小麥丿花期選用作物氨反射指數(shù)、近紅外波段反射率和歸化植被抬以這些11感變量分別反演冬 小麥SPAD仏 生物量、葉面積指數(shù)和葉片氮會吊是可行的：SPADf 4物訟 葉血積指數(shù)和葉片氮件量遙感監(jiān)測樓盤 的梢度較討均力根決簽分別為3.12、216.5 kg hm 0.269 fll 0.162.以此為基礎(chǔ).制作出八仃實農(nóng)寧總義的冬小麥開 花期不同等級SPAD值、生物就、葉血積指數(shù)和葉片氮含就遙感監(jiān)測專題圖.實現(xiàn)了上耍長勢參

3、數(shù)空間分布駅化表達。 荃丁衛(wèi)星影像的農(nóng)山而狀信息獲取技術(shù)克服了點狀信息的不足.為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仕理決策及時提供信息支持，使該研究技術(shù) 更利于大面積應(yīng)用和推廣.關(guān)鍵詞：遙感，監(jiān)測模型，主要長勢泰數(shù)估算，LandsatTM.冬小麥doi： 10.3969加 ssn.1002-6819.201L05.040中圖分類號：S127文獻標志碼：A文章編號:1002-6819(2011)-05-0224-07譚昌偉，王紀華.趙春江.等.利用Landsat TNf ig感數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期主要長勢參數(shù)j.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報.2011, 27(5)： 224-230.Tan Changxxret Wang Jihiia.

4、 Zhao Chunjiang. et al Monitoring wheat main growth parameters at anthesis stage by Landsat TNfJ. Transactions of the CSAE, 2011, 27(5): 224230 (in Chinese with English abstract)1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 第5期譚R偉等：利用LandsatTMig數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期要氏勢參數(shù)#19

5、94-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 第5期譚R偉等：利用LandsatTMig數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期要氏勢參數(shù)2250引言作物長勢直接關(guān)系到籽粒品質(zhì)和產(chǎn)量的形成，其主 要參數(shù)有 SPAD ( soil plant analysis development)值、牛 物最、葉面積指數(shù)(leafarea indexLAT)和葉片氮含量 (leaf nitrogen content. LNC)。作物氏勢監(jiān)測足農(nóng)悄IS感 的重要內(nèi)容，可及時了解作物的生長狀況，便于及時采 取田間管理

6、措施，從而保證作物正常生長.多年以來, 國內(nèi)外許多學(xué)者利用不同遙感數(shù)據(jù)源和遙感方式對作物 長勢進行了監(jiān)測，取得了一建進展Myneni等對比 分析了 MODIS LAI、地農(nóng)實測 LAI.ETM+LAI 和IKONOS LAL發(fā)現(xiàn)MODIS LAI H冇較高的巒度：Pnvette等對 比分析了南非撒哈拉沙漠地區(qū)地農(nóng)實測LAI和MODIS LAI,認為MODIS LAI算法能夠體現(xiàn)半干早區(qū)森林的結(jié) 構(gòu)和物候變化；Schneider等刃利用NOAA數(shù)據(jù)進行作物 長勢監(jiān)測,效果較好。近年來,作物長勢遙感監(jiān)測主要收稿口期:2010-08-15 修訂II期：2011-02-23基金項目:國家自然科學(xué)基金(

7、40801122)：江蘇髙校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)匸程贄 助項目:公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè)科研專項經(jīng)費(200803037)作者簡介：譚Wl，(1980-). B，說師.Wi:.研究方向為農(nóng)業(yè)研丸。揚州 注蘇省揚州審文N東卅48匕揚州人學(xué)農(nóng)學(xué)院.225009.Email: tanxvei010通信作布：乳文憐教授.博七生號師揚州江蘇省揚州市文匯東略48 巧揚州人學(xué)農(nóng)學(xué)院.225009 Email: cn 集中在對作物種植面積的提取方而切,所使用的數(shù)據(jù) 源主要是NOAA-AVHRR、EOS-MODIS等"叫 盡省;作 物長勢遙感監(jiān)測現(xiàn)(2冇套完整的體系，但技術(shù)上還有 較大發(fā)展

8、空間，主耍是田間管理服務(wù)的監(jiān)測模樂通用性 差、機理性研究工作還不夠均,對小麥而言,特別是在 開花期丄要氏外參數(shù)方面研究較少，遙感監(jiān)測粘度尚嫌 滿足小麥生產(chǎn)需求,在長勢參數(shù)遙感監(jiān)測方面仍需要進 一步研究，以提高遙感監(jiān)測的定量化水平。本研究利川Landsat TM遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測小麥開花期 SPAD值、牛物就、LAI以及LNC,綜介評價小麥開花 期K勢*狀況，利用衛(wèi)星遙感技術(shù)獲取區(qū)域性小麥開花期 主耍長勢參數(shù)空間分布昴:化表達，篩選監(jiān)測開花期主耍 長勢參數(shù)的敏憊遙感變屋，構(gòu)建及驗證其遙感監(jiān)測模熨, 從而為將笊農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中的小麥農(nóng)藝處方管理決策提 供詳盡的全局性信息，以利于改善小麥籽粒品質(zhì)、提髙 小麥

9、產(chǎn)量。1材料與方法1.1試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)獲取試驗1： 2007年在江蘇省泰興、姜堰、儀征、興化、 大豐、贛榆、灌云、海安8縣進行，每縣設(shè)置采樣點15* 30個，共計186個采樣點(圖1),每個采樣點位置均 采用矣國Trimble公訶生產(chǎn)的Juno ST乎持式GPS立位獲 取地理信息，調(diào)茂內(nèi)容主要包括冬小麥品種類駐、生疔 旳期及其群體長勢號災(zāi)害（4要為祠蟲害）狀況。冬小 麥品種為揚麥13 t、揚麥15匕、揚麥16號、揚軸-L 2 號和寧麥9號,這匹胡種在試驗縣均有分布。取樣時期 為拔節(jié)期、抽穗期、開花期和成熟期，具體取樣時間根 據(jù)衛(wèi)星過境周期和實驗區(qū)實際借況確定，一般在每個試 驗地塊中間,選取長勢

10、均勻的植株,取4行50 cm,長度 用直尺測量，同時用GPS定位。取樣后及時至實驗室進 行SPAD fft（SPAD-502儀測定法）、牛物吊（稱質(zhì)就法）、 LAI （比葉重法）以及LNC （凱氏定氮法）測定，成熟期 測定籽粒品質(zhì)參數(shù)（近紅外谷物品質(zhì)分析儀測定法）， 包括蛋白質(zhì)、淀粉和濕1何筋。遙感數(shù)據(jù)為Laiidsat TM 2007-05-07 （開花期）過境影像。該試驗數(shù)據(jù)上耍作為檢 驗樣本評價模旳。試驗2： 2008年在江蘇省泰興、姜堰、儀征、興化、 大豐、贛榆、灌云、宿豫8縣進行，毎縣設(shè)置采樣點15 20個，共計163個采樣點（圖1）,其他同試驗U遙感 數(shù)據(jù)為Landsat TM 2

11、008-05-02 （開花期）過境彩像.該 試驗數(shù)據(jù)主要作為檢驗樣本評價模些。試驗3： 2009年在江蘇省泰興、姜堰、儀征、興化、 大豐5縣進行，每縣設(shè)置采樣點1520個，共計82個 采樣點（圖1），其他同試驗E遙感數(shù)據(jù)為Landsat TM 2009-04-26 （開花期）過境影像。該試驗數(shù)據(jù)主耍作為訓(xùn) 練樣本建立模甲。圖1 2007 - 2009年試驗采樣點分布Fig.l Distribution of sampling points from 2007 to 20091.2影像數(shù)據(jù)預(yù)處理采用遙感影像處理系統(tǒng)（environment for visualizing images, ENVI

12、）對衛(wèi)星影像進行預(yù)處理。忤先利用江蘇 地區(qū)1 : 100 000地形圖對所有衛(wèi)星影像進行兒何粗校止, 然后再利用地面實測的GPS控制點対衛(wèi)爪諂像進廳了幾何 耕校正，確保幾何校正精度優(yōu)于1個像元。大氣輻射校止 和反射率轉(zhuǎn)換是采丿IJ經(jīng)驗線性法轉(zhuǎn)換進行的W1.3數(shù)據(jù)分析與利用利川ENVI和ArcGIS提取對應(yīng)GPS定位采樣點光譜 波段亮度值，結(jié)合已有杭被指數(shù)算法，W Excel中計畀出 衛(wèi)星遙感變量。以試驗3數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),分析開花期小麥 上耍氏勢參數(shù)間及JC與衛(wèi)星遙感變量間的相關(guān)性，建立 遙感監(jiān)測模熨。采用擬合度（X）和均方根誤差（root mean square error, RKISE）卩&qu

13、ot;，利用試驗1和試驗2數(shù)據(jù)對所 建模型進行評價，并繪制預(yù)測值與實測值間的1 ： 1關(guān)系 圖。本研究所選用的植被指數(shù)如衣1。表1植被指數(shù)的計算公式Table 1 Formulas of remote sensing vegetation indices柚被指數(shù)計算公式歸化植被指數(shù)NDVINDVHBI-B3)(54+£3)1.填調(diào)能梢披折數(shù)SAVISAVHD4-B3) (54+53*0.5)(1*0 5)壤殼股的析被指數(shù) OSAV7OSAV1= (1).16X54-53) (54+53+0.16)f物氮反射指數(shù)NRINRI=(52-53). (52-53)綠色燈化川被指數(shù)GNDVIG

14、NDq-(54-52) (54*52)冠圧結(jié)構(gòu)不域感杭被拆戲SIPISIPI=(54-51) (5W1)杭散族減捋敵PSRIPSRKB3-B1)灰川反拆故WT1=(57-55)/(57*55)差值柚被指散DVIDVI=54-53比伉析被折數(shù)RVIRVIB40301化差什水體指數(shù)NDWINDVKI=(54-55) (54-55)調(diào)整的歸 化殺并水體指數(shù) NDWI2ND5X12=(54-57) (54-57)DSW1DSW1=54 55DSW2DSW2B5B2DSW3DSW3=55 B3DSW4DSW4-52 53DSW5DSW5=(54W) (55+53)ii : B4B7分別代&戡、綠

15、、紅.反射纟I外波段的反射率：DSW5為|'|應(yīng) 義參比2結(jié)果與分析2.1開花期小麥主要長勢參數(shù)間及與品質(zhì)和產(chǎn)量間的 相關(guān)性分析農(nóng)2為開花期小麥主耍長勢參數(shù)與品質(zhì)及產(chǎn)屋參數(shù) 間的相關(guān)性。2009年試驗實測的82個開花期樣本長勢 與成熟期胡質(zhì)及產(chǎn)呈間相關(guān)性分析衣明：小麥開花期, SPAD值與LNC、牛物就與LAI均呈極顯苫止相關(guān)， SPAD值與濕面筋含B呈顯著負相關(guān)，生物量與產(chǎn)量呈 極顯苫止相關(guān)，LNC與蛋口質(zhì)質(zhì)量分數(shù)、濕而筋質(zhì)量分 數(shù)及淀粉質(zhì)最分數(shù)均呈極顯”負相關(guān)，說明卩.星遙感技 術(shù)監(jiān)測開花期小麥氏勢結(jié)杲可輔助制定農(nóng)藝處方管理 決策為開花期應(yīng)用遙感技術(shù)間接預(yù)測品質(zhì)和產(chǎn)吊提供 了一宦科

16、學(xué)依據(jù)。2.2開花期小壽主要長勢參數(shù)與遙感蠻杲間的相關(guān)性 分析農(nóng)3為開花期上耍氏勢參數(shù)與遙感變量間的相關(guān)性。 2009年試驗實測的59個開花期樣本長勢與24個遙感變 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 第5期譚R偉等：利用Landsat TM遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期上耍氏勢參數(shù)#屋間相關(guān)性分析表明：小麥開花期，SPADffl與32、£3、 NDVI、OSAVI、SAVI、NRI、DVI、RVI、GNDV1 和 DSW4呈顯”或極顯吾相關(guān)，其中與NRI間的相

17、關(guān)性嚴 k(7ooi=O684),依據(jù)墩感參數(shù)確定原則，說明開花期 利用NRI反演SPAD值最好：生物量與B3、B4、B'、 NDVL NDWI和NDWI2呈極昭”相關(guān)，其中以E4相關(guān) 系數(shù)最大(ro.oi=-O 662),說明利用B4反演生物量最好: LAI與32、33、B4、B5和NDVI間呈極顯甘相關(guān)，其叩 以NDVI相關(guān)系數(shù)最大(7o.oi=O 7O9),說明開花期利用 NDVI 反演 LAI 最好；LNC 與 B3、B4、NDVI 和 NRI 間 呈極顯著相關(guān)，其中以NDVI相關(guān)系數(shù)最丿、(ro.oi=O.717), 說明開花期利川N DVI反演LNC最好；綜上，開花期選 用

18、NRI、B4和NDVI這些遙感變戢分別反演SPAD值、 生物園、LAI和LNC是可行的。© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 第5期譚R偉等：利用Landsat TM遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期上耍氏勢參數(shù)#© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 第5期譚R偉等：利用Landsat TM遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期上耍氏勢參

19、數(shù)#表2開花期主要長勢參數(shù)與品質(zhì)及產(chǎn)呈間的相關(guān)性(2009年.”=82)Table 2 Correlation of main growih parameters with gram quality and yield at anthesis stageSPAD 值生物StLAILNC蛋門質(zhì)質(zhì)呈分數(shù)濕面筋質(zhì)址分敎沈粉質(zhì)址分散產(chǎn)就SPADffl1生物fit-0 2091LAI4).0330.457°1LNC0412“-013700701蛋Cl質(zhì)質(zhì)雖分散-0.1S90.020-0.0030636"1濕而筋質(zhì)戒分數(shù)-0245*01340076-0614"0.926

20、76;1淀粉質(zhì)如分數(shù)00690.1170 0950.540*00.236"-0.1421產(chǎn)就0.0250 368°0.1040.0330.256"0.319°0.0721注:和"分別為通il P<0 05和P<0.01的顯善性檢臉.用為樣本敕.0如網(wǎng)217 fooluTUS.表3開花期主要長勢參數(shù)與遙感變塑間的相關(guān)性(2009年.n=59)Table 3Correlation of mam growth parameters and remote sensing vanables at anthesis stageSPAD (ft生

21、物處LAILNC5102630.2670.1320.089B2-0335*0.2420.351°0 062B3.0348*0.476"0.539°0.510°B40218-0.662-0 599“0440"B5-0.0150.385"0436"0.159B6-0 104-0.120-0.1490.130B1-0129-0.005-00300.136NDVI0.411°0363"0.709°0.717“OSAV10 32f-016302370 065SAVI0303*4).1630.2180.06

22、5SITI0257-0.184-02160 067NDWI01780.594"-0.018-0.104NDWI20.191-O.578*0039-0 090PSRI0107-0.122-0 2060.128NRI0.684°4).0840.0790374”WI-01970.1530 0360.269DVI0309*-0.147-0.2440.261RVI-0 298*0.1260266-0.116GNDV70.283*0.166-0 2290.080DSW10 177-0.0640071-0 096DSW201400.266-01970.100DSW30.239-0.282

23、0.2020.066DSW40354“-0075-0072-0 040DSW50.2654).0310.060-0.067注：ro 05,59=0.273, root 59=0 354© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 第5期譚R偉等：利用Landsat TM遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期上耍氏勢參數(shù)#2.3主要長勢參數(shù)遙感監(jiān)測模型堆于上述分析，依據(jù)柑關(guān)性瑕強為原則，篩選監(jiān)測 上要長勢參數(shù)的敏感遙感變量，以城感遙感變雖:為門變 就、主要長勢參數(shù)為因變雖，選用

24、線性關(guān)系模熨，構(gòu)建 開花期小麥丄耍氏勢參數(shù)遙感監(jiān)測模型，選擇斤皿大的 方程，確定為開花期主耍長勢參數(shù)遙感監(jiān)測?？?圖2)。2. 4模型評價綜合利用2007年和2008年數(shù)據(jù)，將預(yù)測值與實測 值進行回歸分析,同時采用疋和RAISE.構(gòu)建預(yù)測值與 實測值間的1 : 1關(guān)系圖，對各模型可信度進行評價(圖表4) 結(jié)果表明:由這些模塑推算得到的預(yù)測值與 實測值之間都呈極顯著相關(guān),疋和RMSE都較理想,說© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 第5期譚R偉等：利用La

25、ndsat TM遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期上耍氏勢參數(shù)#© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 第5期譚R偉等：利用Landsat TM遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期上耍氏勢參數(shù)227© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 第5期譚R偉等：利用Landsat TM遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期上耍氏勢參數(shù)#明由這些模吃監(jiān)測號其対咸的

26、小麥主要長勢參數(shù)足叩了I-43.7X+53 46-1Z468avd"NRIn SPAD與NRI的叩關(guān)竹© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 第5期譚R偉等：利用Landsat TM遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期上耍氏勢參數(shù)#© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 第5期譚R偉等：利用Landsat TM遙感數(shù)據(jù)監(jiān)

27、測冬小麥開花期上耍氏勢參數(shù)#y- 70 8l3x>l7 6«9 用=04386S.ON -16 000140001200010 0008 0006 0004 000© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 第5期譚R偉等：利用Landsat TM遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期上耍氏勢參數(shù)#07100150200B4c.生幼總與B4的機關(guān)性0203040506NDVId LNCNDVI的郴關(guān)性© 1994-2011 China Academ

28、ic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 第5期譚R偉等：利用Landsat TM遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期上耍氏勢參數(shù)#圖2開花期小麥主妥長勢參數(shù)遙感監(jiān)測模型Fig.2 Remote sensing models for monitoring main growth parameters of wheat at anthesis stagemK-guvds60555035.RMSE-3 12 86y O 8422x*O.474 Z 452 RMSE-0 269 n-8730 &130354043505560

29、SPAD實測血a SWU>預(yù)訓(xùn)們與實測(的相關(guān)性2.0 上2.0 2.53.0 3.54.0 4.55.0 5.56.0LAI實制值16 000尸0 734計2997 I,M 0 .461RMSE 216.5 kg hm2/r=90140001200010 0008 000 6 0004 000200000 2(H) 4ar)6000 80 100ft) 12m)I4f«o IfiOLNU丈割值b.LAl預(yù)測值,丿實測值的相關(guān)怦© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rig

30、hts reserved, 第5期譚R偉等：利用Landsat TM遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期上耍氏勢參數(shù)#© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 第5期譚R偉等：利用Landsat TM遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期上耍氏勢參數(shù)#dLNCfft測逬的相關(guān)件圖3小麥開花期主要長勢券數(shù)遙感監(jiān)測模型評價Fig.3 Evaluating the irinotr briibiug models foi inomtonug main giowth paiainclris o

31、f wheal al anlhrbis slag©依據(jù)上述分析，利用2009-04-26（開花期）LandsatTM再通過值化掩膜巻加小麥種植分布數(shù)據(jù)左掉非種植區(qū)影像數(shù)據(jù)生成的敏感遙感變戢影像圖.一一進行解算.域丿7結(jié)介行政邊界矢戢數(shù)據(jù).制作了 2009年小麥開花期SPADfH、生物屋、LAI和LNC遙感監(jiān)測專題圖(圖 以3.54和44.5為+.: LNC以2.72.9和2.93.1為 4),圖4農(nóng)明：彩像覆蓋區(qū)SPAD值以3843和43主。該結(jié)果可輔助制定優(yōu)質(zhì)髙產(chǎn)農(nóng)藝處方管理決策。48為主：生物就以5 6005 900和大于5 900為主：LAIm4rLI2MHOIII mnciI

32、 MooooI MXMioJ0 91040 km war*MRSPADF拔壞紋酮JL!樣i-e: 人花I4INMIN)口 WlIuxim>nisari)oximt 9IFIW WA！9t2lJU?:Ii*I左亍- 9S1SI-XMXS efis$ 0§? 00a£ OOOOHt： fixxss b.生物顯質(zhì)顯分數(shù)ikmmkinaoxoIMiIOIM)I-MIXKKI140 rma. SPADtflI24INMM)I2MKMMIH2lXn)IVWKMMIc LAI殳3= g* .XWXMJ moDK" ooci 二二 ftiA ®-8s fiMMS

33、awMa082< OO0MS sss eess oocsn1240000ITWMMMt I32mxiB6inM»aad LNC表4逼感監(jiān)測模型評價結(jié)果Table 4 Results of Ex aluatmg the remote sensing monitoring models生育期自變量(x)岡變秋(y)RMSEnNRISPADtfl73升53.4640475“3.1286開尼期B4牛物址(kghnf：)=.70 813x+176890461“216590NDVILAI1-8.7177.0.49070.452°0.26987NDVILNC/%Z 389LZ868

34、70381"0.162901241)000I2WXMM)112000B600CO1400000 1240000IISOOOO1)20000IMOOOOIMC000© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 第5期譚R偉等：利用Landsat TM遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期上耍氏勢參數(shù)#© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reser

35、ved, 第5期譚R偉等：利用Landsat TM遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期上耍氏勢參數(shù)#圖4片花期小走主要氏勢參數(shù)進感監(jiān)測務(wù)題圖Fig 4 Thematic maps for monitoring nuin growth parameters of winter wheat at anthesis stage© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 第5期譚R偉等：利用Landsat TM遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥開花期上耍氏勢參數(shù)2293討論以往利用遙感數(shù)據(jù)研究作

36、物長勢監(jiān)測時常常存在以 下問題"：一是過多的依賴T ND7和LAI,很少把其 他遙感變就和長勢參數(shù)應(yīng)用于作物長勢臨測；二是不考 慮作物物候期的影響，不同的物候期使用相同長勢指標; 三是構(gòu)建的遙感監(jiān)測模型可擴展性差，其務(wù)度還不能滿 足牛產(chǎn)需求.木研究涉及24個遙感變戢和SPAD值、生 物呈、LAI和LNC這些K勢參數(shù)，且這些K勢參數(shù)能準 確地表征作物長勢綜合狀況：另外，開花期是小麥一生 中長發(fā)仔最旺盛的時期，也是決定小麥胡質(zhì)和產(chǎn)雖的關(guān) 鍵時期，該期對肥水的反應(yīng)I分敏感，I壤TF或養(yǎng)分 不足都會嚴靈影響其生長，肥水過多，易發(fā)生倒伏，高 溫島濕,別I發(fā)病蟲職 說明該研究對小麥生產(chǎn)H仃實 際

37、指導(dǎo)意義。本研究詳盡分析了長勢參數(shù)遙感監(jiān)測模些 的構(gòu)建和驗證過程，增強了遙感監(jiān)測模型的機理性、穩(wěn) 定性和重演性,在LAI方面與前人研究一致切,但篩 選的其他3個長勢參數(shù)的敏感遙感變最與詢?nèi)搜芯坎⒉?一致，其可能*-是前人研究所用遙感數(shù)據(jù)源號本 研究不同：二是詢?nèi)搜芯拷Y(jié)果是基于小區(qū)試驗，而本研 究結(jié)果是基FAI11試驗。研究得到的主嬰長勢參數(shù)空間 分布量化表達圖已被賦/地理坐標，與其山間位置一一 對血，真實地反映了上要長勢參數(shù)的空間分布及其差異, 為人山小麥調(diào)優(yōu)栽培及時提供可靠的農(nóng)怙信息，便于及 時采取田間管理措施進行調(diào)優(yōu)，有助于實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)種 植生產(chǎn)目標。本研究樣本數(shù)不一致，其原伏1： 一是2

38、009 年數(shù)據(jù)中冇23個GPS采樣點在影像覆蓋區(qū)之外，造成表 3樣本數(shù)比表2少：二是2007年和2008年數(shù)據(jù)除原伏I一 以外，任參數(shù)測宦過程中部分樣晶損壞和有些樣陽重復(fù) 測定耒異較大而被剔除，導(dǎo)致圖2和表4備長勢參數(shù)樣 本數(shù)不-致。以往多數(shù)相關(guān)研究是卑丁地1何遙感平臺進 行的叭本研究X塊于航入航空衛(wèi)星遙感技術(shù)茯取大 田冬小麥“向狀”綜合長勢信息，克服了 “點狀”信息 獲取工作量大或K勢信息單一的缺點，進-步強化了長 勢遙感監(jiān)測機理，以更好滿足對農(nóng)田信息獲取技術(shù)的需 求，使小麥長勢監(jiān)測技術(shù)更利于應(yīng)川和推廣。本研究所使用的影像僅為TM數(shù)據(jù)，分辨率偏低， 時效性較差，往往會出現(xiàn)“異物同譜”、“同譜

39、異物” 現(xiàn)彖】，使得監(jiān)測粘度降低，今后的研究需耍綜介多源 多時相、多因素數(shù)據(jù)構(gòu)建機理性更強的定最化模熨，或 加強遙感號作物生K模型的同化研究，這樣將更右效地 提高遙感監(jiān)測粕度，進一步拓寬應(yīng)用范用。另外，本研 究沒有考慮到病蟲草害、干早、凍害、潰害、土壤肥力 等諸多因素，因此，該研究結(jié)宋能否在不同生態(tài)區(qū)域進 行廣泛推廣仍需進一步探究.4結(jié)論通過分析試驗樣點冬小麥開花期4個丄耍氏勢參數(shù) 與品質(zhì)和產(chǎn)就間及其與24個衛(wèi)星遙感變就間的相關(guān)件， 得出以下結(jié)論：小麥開花期，選用作物氮反射指數(shù)、近 紅外波段反射率和歸一化植被指數(shù)分別反演小麥SPAD 值、生物竜、LAI和LNC是可行的；分別構(gòu)建了開花期 小麥S

40、PAD值、生物晝、LAI和LNC遙感監(jiān)測模型，且 精度較髙,均方根誤差分別為3.12、216.5kglim 0.269 和0.162：制作了 2009年小麥開花期不同等級SPAD值、 生物量、LAI和LNC遙感監(jiān)測專題圖，以實現(xiàn)主耍長勢 參數(shù)空間分布量化表達。參考文獻1 waesen K. Gilliams S. Nackaerts K. et al Ground-measured spectral signatures as indicators of ground cover and leaf area index the case of paddy nceJ. Field Crops R

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