小麦条锈病多时相冠层光谱与病情的相关性

通过田间接种诱发了不同等级的小麦条锈病,随着条锈病的传播,在不同的小区间形成病情梯度,利用ASD手持式地面非成像光谱仪(325～1075nm)测定不同生育期、不同病情指数的冬小麦冠层光谱反射率,并同步调查病情指数,进而对不同生育期、不同病情指数的小麦条锈病冠层光谱反射率进行相关分析。结果表明,不同病情指数的冬小麦植株在600～703、770～930nm波段的冠层光谱反射率存在显著差异,并在波段770～930nm间,病情指数(DI)与光谱反射率呈显著负相关,负相关系数达到极显著;而在600～703nm间,病情指数与光谱反射率呈显著正相关,相关系数达到极显著。构建了3个生育期病情指数与650和850nm波段处的光谱反射率的回归方程:拔节期,DI=13.03×R650nm-0.67×R850nm 10.22(R2=0.6570);灌浆期,DI=48.63×R650nm-2.41×R850nm-41.51(R2=0.8196);乳熟期,DI=24.42×R650nm-5.10×R850nm 67.77(R2=0.7336)。     

基于高光谱的渭北旱塬区棉花冠层叶面积指数估算

以棉花冠层高光谱反射率与冠层叶片叶面积指数(LAI)为数据源,在分析LAI与原始高光谱反射率、一阶微分光谱反射率、光谱提取变量和植被指数相关性的基础上,采用一元线性与多元回归的方法构建了棉花LAI高光谱估算模型,并进行精度估算。结果显示,在可见光范围内随着生育期的推进及施氮量的增加冠层光谱反射率逐渐降低,在近红外范围内从苗期到花铃期随着施氮量增加反射率逐渐增加,花铃期到吐絮期反射率明显降低;各生育期冠层光谱的提取变量与LAI的相关性不强,全生育期各种光谱提取量及植被指数与LAI的相关性高于不同生育期;棉花冠层叶片LAI在反射光谱1 461 nm处相关系数达到最大值(r=-0.726);对于一阶微分光谱,LAI的敏感波段发生在742 nm处,r=0.744;以敏感波段742 nm一阶微分光谱反射率建立的逐步回归估算模型精度最高,RMSE=0.94,RE=26.27%,r=0.78。说明以全生育期为基础,采用一阶微分光谱敏感波段,并根据实际条件选择有效的估测模型,可以进行棉花LAI的预测。     

干旱区盐渍化土壤高光谱遥感信息分析与提取

以干旱区典型区域新疆渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,以环境小卫星高光谱影像及野外实测土壤含盐量为主要数据源,进行光谱反射率及其变换形式与土壤含盐量的相关性分析,筛选盐渍化土壤响应最敏感波段,利用多元线性回归分析方法,建立基于HSI影像的研究区土壤含盐量定量反演模型。结果表明:研究区土壤含盐量与HSI波段的敏感性随着波长的增加而增强,位于近红外波段范围(797.826-923.913nm)的相关系数R普遍较高,基本在0.7左右。土壤光谱反射率对数的倒数一阶微分变换在628.261nm和923.913nm的波段组合为最佳敏感波段,所构建的土壤含盐量反演模型为最优模型,模型方程为Y=-11.731-114.996X628.261-186.637X923.913,模型及检验的决定系数R2都在0.85以上,均方根误差RMSE约为2.7。该模型的建立为地区土壤含盐量信息的提取及监测提供了参考。     

基于垂直植被指数的东北黑土区玉米LAI反演模型研究

本文旨在探讨以不同波段组合垂直植被指数所建立的高光谱模型对玉米叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)的反演精度。在不同水肥耦合作用条件下,实测玉米冠层的高光谱反射率与叶面积指数数据以及裸土的高光谱反射率数据,在高光谱红光波段(631~760 nm)与近红外波段(760~1050 nm)逐波段构建土壤线,并在此基础上构建垂直植被指数(Perpendicolar Vegetation Index,PVI),找出与LAI具有最佳相关性波段组合PVI,建立玉米LAI估算模型。结果显示,采样波段间隔越窄,反演精度越高,在采样波段间隔1.4 nm的PVI(R677,R918)反演2004年的玉米LAI模型中,最佳回归方程是指数函数,精度达91.1%,标准差为0.1997,RMSE=0.0399,通过了0.01极显著验证。采用高光谱数据构建的PVI植被指数对玉米LAI的估算可以取得较高的精度。     

石羊河流域下游民勤荒漠植物光谱特征分析

选取石羊河流域下游民勤10种典型荒漠植物进行地面反射光谱测定,通过分析荒漠植物光谱特征、红边参数及对比荒漠植物与农作物光谱数据,提取荒漠植物识别的波段和所需波段光谱分辨率。结果表明:1)10种荒漠植物具有相似的光谱曲线形状,但是不同荒漠植物种由于叶子的组织结构、色素含量和含水量不同,使得反射率大小又具有各自的特点;5个波段区间光谱曲线差异显著,用于识别荒漠植物。2)荒漠植物红边位置都靠近长波方向;沙蒿的红边幅值最大,锦鸡儿最小;沙拐枣的红边面积最大,泡泡刺最小。3)荒漠植物光谱反射特征在680nm、970nm、1450nm和2190nm附近与农作物有较大差异,光谱分辨率在可见光和近红外波段需要30nm或更窄,在中红外波段需要50nm或更窄。     

植被盖度及太阳/观测角度对疏勒河上游NDVI和SAVI值的影响

随着太阳高度角及观测角度的变化,同一地物产生的反射率、辐射信息也会有很大差异。文中主要研究了不同植被覆盖度(PVC)情况下,太阳/观测角度对归一化植被指数(NDVI)和土壤调节植被指数(SA-VI)的影响。在疏勒河上游分别选取植被盖度为17%、59%、73%的样地和裸地进行试验。在太阳高度角变化的情况下,采用ASD便携式地物光谱仪分别在3个角度下进行反射率观测,观测的波长范围为350nm-1100nm,利用采集的光谱数据模拟Landsat TM红光(620nm-690nm)和近红外(760nm-960nm)波段的反射率,计算得到归一化植被指数(NDVI)和土壤调节植被指数(SAVI)。研究结果表明:与天底(0°)垂直观测的结果相比,ASD的传感器角度(±45°)变化能使植被指数的变化高达61.7%,NDVI和SAVI在不同的太阳/观测角度下变化相反,NDVI由前向-45°(传感器探头背着太阳)向后向+45°(传感器探头迎着太阳)方向增加。进一步分析得出:SAVI与红光及近红外波段的线性关系要强于NDVI与红光及近红外波段的线性关系。     

青海高寒区土壤光谱特性研究

以青海高寒区4种主要土壤类型为观测对象,利用ASD手扶式波谱辐射仪测定其土壤剖面光谱反射率,结合土壤有机质和氧化铁含量进行统计分析.结果表明:4种类型土壤的光谱反射率表现为流动风沙土＞半固定风沙土＞淡栗钙土＞暗栗钙土;土壤有机质含量与光谱反射率在375 nm波段、575 nm波段和775 nm波段附近有较好的负相关性;...     

亚洲玉米螟为害后玉米冠层光谱变化和产量损失研究

2006年在河北农林科学院植保所农场夏播高感亚洲玉米螟的玉米品种郑单958上,于大喇叭口期人工接种2龄玉米螟幼虫以造成不同梯度为害,利用便携式遥感光谱仪(ASD FieldSpec UV/VNIR)在玉米不同生育期收集冠层光谱信息,调查食叶级别,并在收获时统计蛀孔率和产量。结果表明:(1)各生育期食叶级别和对应生育期内的冠层光谱反射率值呈显著负相关,且各个级别之间方差分析差异显著;(2)各波段冠层光谱反射率值和每株虫孔数量的相关性分析得到相关性曲线,750～900nm相关系数较高,可作为监测的敏感波段;(3)乳熟期光谱数据、平均每株虫孔数量和产量及产量损失率之间均可建立极显著回归方程。用光谱仪所测数据估测产量损失率的精确度比用传统查虫数据估测产量损失率的精确度高,且省时省工。     

利用光谱特征评价莲草直胸跳甲对喜旱莲子草的控制效果

为建立快速有效的喜旱莲子草生物防治效果评价技术体系,采用基于成像光谱遥感技术的多波段光谱辐射仪,研究了利用冠层光谱特征值评价天敌昆虫莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila对喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides控制效果的方法。结果表明,莲草直胸跳甲取食引起喜旱莲子草冠层光谱变化,在可见光区绿光波段（中心波长约560 nm）和近红外波段（中心波段810 nm）,喜旱莲子草冠层光谱反射率随莲草直胸跳甲密度的增加逐渐下降,而在红光波段（中心波长约660 nm）呈上升趋势。莲草直胸跳甲取食还导致喜旱莲子草植被指数的变化。在近红外区760～810 nm波段莲草直胸跳甲的控制效果与喜旱莲子草冠层光谱反射率呈极显著负相关,相关系数为-0.92,故可将760～810 nm波长范围作为监测莲草直胸跳甲对喜旱莲子草控制效果的敏感波段。     

小麦条锈病卫星与近地光谱反射率的比较

通过人工接种诱发小麦条锈病,在病害大面积发生后,利用ASD手持式野外光谱仪(325～1075nm)测定小麦条锈病近地冠层高光谱数据,并获取该试验田同一时相SPOT-2卫星遥感数据,进而对卫星及近地小麦条锈病光谱反射率进行比较分析.结果显示,两者在SPOT-2卫星的3个波段上表现一致;1、2波段发病区的冠层光谱反射率分别为19.02%和15.40%,比对照区的18.61%和14.90%高,而在3波段中,发病区和对照区的反射率分别为34.65%和35.90%.由此可见,3波段发病区与对照区的光谱反射率差异更大,可用3波段进行小麦条锈病卫星遥感监测.     

基于HJ1A-HSI反演松嫩平原土壤盐分含量

以HSI高光谱遥感影像为数据源,利用地理信息系统和偏最小二乘回归（PLSR）分析方法,结合实地采样的盐分离子、EC值、pH的化验数据,分析盐分离子在HSI数据中的光谱特征,建立土壤盐分与高光谱数据的偏最小二乘回归模型,实现对松嫩平原土壤中主要盐分参数的反演实验。结果表明：偏最小二乘回归分析方法在保证信息量最大的前提下,降低了光谱数据维数,提高了分析的效率。利用偏最小二乘回归建立的预测模型,对全盐、[WTBX]EC[WTBZ]值、Na⁺+K⁺、Cl^-、HCO^-₃有较好的反演精度,模型的判定系数分别为0.799、0.879、0.772、0.791和0.694。在土壤含盐量的定量反演方面,探索了使用HSI影像作为新的数据源,为松嫩平原土壤盐分含量的精确、定量、快速获取及盐碱化防治等提供参考。     

N-苯基-2-(4,6-二甲氧基-2-嘧啶氧基)-6-氯-苄胺(ZJ1835)的除草活性研究

为明确新化合物N-苯基-2-(4,6-二甲氧基-2-嘧啶氧基)-6-氯-苄胺(ZJ1835)在棉花田的应用前景,就其对棉花的安全性、选择性、杀草谱和田间应用技术进行了研究。室内生物测定结果表明,ZJ1835对棉花生长初期有一定矮化作用,但不影响出苗和后期生长,在有效剂量225 g/hm2下对棉花安全性好;对不同棉花品种之间的安全性有一定差异,其中对王岳9913的安全性最好,其次为银山1号和福棉6号,对冀丰197安全性略差;该化合物在棉花与马唐、反枝苋之间的选择性系数分别为2.14和13.00,具有较好的选择性;多数田间常见杂草对其敏感,杀草谱较广。田间试验结果显示,ZJ1835在90～120 g/hm2有效剂量下对供试棉花安全性好,对棉田杂草总防效为82.1%～92.8%,具有一定的开发应用潜力。     

基于高光谱数据的棉花叶绿素密度定量提取研究

利用ASD FieldSpec FR野外光谱仪,测试了棉花(2个品种4水平种植密度)各生育时期的光谱数据及对应的叶绿素密度(CH.D),分析了它们随生育期的变化规律,并对棉花冠层光谱数据与CH.D进行了回归分析.结果表明:用归一化植被指效(NDVI)建立的幂指数模型的相关系数最大(r=0.722**,n=30),可用以较好地提取棉花CH.D;红边斜率与棉花群体CH.D的线性相关达到1%极显著水平(rdλred=0.679**,n=30),用棉花新陆早19号729 nm波段的一阶微分光谱值与群体CH.D建立的线性回归模型,估测棉花新陆早13号的CH.D,实测CH.D与预测CH.D的相关系数r=0.8818**(n=30),估计精度为82.3%,RMSE为0.254 g/m2,说明可以用高光谱遥感数据对棉花冠层CH.D进行遥感定量监测.     

不同生育期转基因抗草甘膦抗虫棉花对草甘膦的耐受性

为明确转基因抗草甘膦抗虫棉田草甘膦的使用适期,于棉花子叶期、3~4片真叶期和花铃期喷施不同浓度的草甘膦,比较药害发生情况、棉花产量和纤维品质。棉花子叶期、3~4片真叶期和花铃期喷施1 640~9 840 g/hm²(有效成分,下同)草甘膦后,施药初期棉花均表现出一定的药害症状,药后4~8 d药害株率和药害指数达最大值,药后12 d药害症状逐渐减轻或消失。棉花子叶期和3~4片真叶期喷施草甘膦,对棉花产量无显著影响,但棉花花铃期喷施2 460~9 840 g/hm²草甘膦后,棉花产量显著降低,降幅达35.0%~63.3%。3个时期喷施草甘膦均不影响棉花的纤维品质。研究表明,转基因抗草甘膦抗虫棉田草甘膦的使用适期为棉花苗期。     

河北省棉花气候风险度及其变化趋势分析

为了更好地探讨河北省棉花生产中气候风险的时空分布规律,利用河北省21个棉花种植县1970—2011年气象和棉花产量数据,对棉花各个发育期气温、降水、日照及气候风险度及其时空变化趋势进行分析。结果表明：棉花各气候要素风险度降水最大,为0.138～0.267;其次为温度,为0.007～0.173;日照最小,为0.019～0.04。各个发育时期中各气候要素风险度不同,风险度时空变化趋势也有很大差别;风险度空间分布有明显的区域性特征,南部棉区高于中北部棉区,从历史变化趋势看降水风险度苗期和花铃期上升,其它发育期下降,其中蕾期、吐絮期下降比较明显;气温风险度除花铃期略上升外,其它略有下降;日照风险度除播种期外,均有上升趋势。该研究结果对于河北省棉花生产布局与科学决策具有重要的参考意义。     

不同灌水下限对膜下滴灌棉花土壤水盐运移和产量的影响

通过2014年在新疆巴州灌溉试验站开展的棉花膜下滴灌大田试验,在各生育期选取不同的灌水下限,设置4个水平的灌水量处理(处理A、B、C、D分别为425 mm·30次~(-1)、345 mm·22次~(-1)、545 mm·18次~(-1)、595mm·16次~(-1)),研究不同灌水下限对膜下滴灌棉花土壤水盐运移规律、盐分分布及积累特征的影响,并对土壤水盐运移规律、分布特征及棉花产量进行评价。试验以TRIME-T3管式TDR监测土壤含水率指示灌水,初步得出:不同灌水下限影响棉花的田间灌水及产量,灌水下限定的高时(处理A、B),灌水频率增加,增大了田间耗水量且滴灌土壤水分水平运动距离和范围有限,对盐分的淋洗效果一般;灌水下限较低时(处理C、D),次灌水量大,灌溉定额增加,综合控盐效果较好,棉花产量较高。基于不同灌水下限对膜下滴灌棉花生育期内的生长有显著影响,对棉花产量有一定的影响,B处理(345 mm·22次~(-1))可获得最高的灌溉水生产效率为1.79 kg·m~(-3),D处理(595 mm·16次~(-1))可获得最大籽棉产量为6 630 kg·hm~(-2)。     

基于分类回归树分析的棉花种植面积提取——以库、新、沙三县为例

以研究区2012年的HJ卫星CCD影像为数据源,通过物候历和主要农作物的光谱特征分析,确定棉花识别最佳时相。采用分类回归树分析（CART）的决策树方法提取棉花种植面积信息,并以农田实地调查样点和统计数据为参考对提取的棉花种植面积结果进行评价。结果表明,基于HJ-CCD数据,使用CART算法的决策树可以较好地提取棉花覆盖信息,最终提取的棉花种植面积总量精度为94．29％,位置精度为88．57％;本研究采用的决策树方法,操作方便、容易实现,分类结果较为实际,基本满足棉花种植面积遥感监测的需求,可对棉花种植面积估算和种植结构分析提供一定的参考。     

海岛棉与陆地棉干物质积累与氮素吸收分配的特点

以新陆中75号、新陆中54号、新海35号和新海48号为材料,研究陆地棉与海岛棉在相同管理条件下干物质积累与氮素吸收分配的特点。结果表明:陆地棉干物质积累总量在全生育期内均高于海岛棉,生殖器官干物质所占比例在生育前期小于海岛棉,后期逐渐大于海岛棉;氮素积累总量在全生育期内陆地棉均大于海岛棉,生殖器官氮素积累比例在生育前期为陆地棉小于海岛棉,后期逐渐大于海岛棉。与陆地棉相比海岛棉营养器官干物质以及氮素积累比例较大,不利于生育后期生殖器官干物质的积累与分配,从而影响棉花产量。因此,在大田管理中应注意在生育后期加强对海岛棉的水肥管理。