基于成像高光谱的小麦叶片叶绿素含量估测模型研究

为了探索小麦叶片的光谱特征和敏感波段,建立小麦叶绿素含量与光谱特征参量间的定量关系模型,以促进高光谱技术在小麦精准施肥以及快速、无损长势监测中的应用。采用相关分析法分析了叶绿素含量与光谱反射率及其一阶导数的关系,建立了叶绿素含量监测模型。经筛选验证确定小麦叶绿素含量的最佳估测模型为SPAD=36.75+188.168R387和SPAD=2 094.242R'7153+112 646.744R'7152-1.561E7R'715+42.991。这2个模型均可较好地估测小麦叶片的SPAD值,相比较而言,基于波段R387建立的SPAD估测模型精确度更高。     

基于环境卫星的混合像元分解提取江汉平原油菜种植面积

利用中低分辨率卫星影像进行油菜面积提取时,需要考虑混合像元产生的影响,以提高面积提取的精度。通过选取2011年湖北省江汉平原油菜生长期内不同生育期的两景HJ-1A/B-CCD数据,生成1组8波段的数据;采取阈值技术结合夏收作物NDVI指数变化特点,提取夏收作物在江汉平原的空间分布;选取线性光谱混合模型进行油菜种植面积的分解计算研究。结果表明,线性光谱混合模型能够高精度地提取油菜的种植面积,是一种很好的油菜种植面积监测方法。     

基于光谱红边位置提取算法的番茄叶片叶绿素含量估测

为了快速、准确估测番茄叶片叶绿素含量,分析了不同营养水平下的番茄叶片光谱红边参数变化规律,发现红边位置最能表征番茄叶绿素状况,统计分析了6种算法提取的光谱红边位置的差异性,并为每种算法分别建立了5种估测模型,验证结果表明每种红边位置提取算法所对应的最佳模型为线性四点内插法的指数曲线模型和其他红边位置算法的对数曲线模型。其中线性外推法模型精度最高,校正集决定系数R2c为0.618 6,验证集决定系数R2v达到0.771 1,验证集均方根误差RMSEv为8.359 6,可以有效诊断番茄叶绿素含量。线性四点内插法根据670、700、740、780 nm 4个波段的叶片反射率计算红边位置,运算简单,模型精度较高,R2c为0.621 7,R2v达到0.766 6,RMSEv为8.568 2,可以作为开发番茄叶绿素含量监测仪器的依据。     

基于高光谱的甜菜冠层氮素遥感估算研究

利用野外便携式ASD Qualityspec光谱仪,实测了田间甜菜冠层光谱数据,采用植被指数对氮含量进行预测,发现估算精度较低,分析NDVI与VLOPT与氮含量的相关性,得出氮含量在很小的时候就达到饱和水平。根据4种预处理下的甜菜冠层光谱,分别采用偏最小二乘回归(PLSR)和主成分回归(PCR)建立甜菜氮含量估算模型,比较不同预处理和不同回归方法对估算精度的影响。结果表明:对PLSR来说,一阶导数处理的光谱数据建立的模型精度最好(RMSE=2.34g/kg,RE=19.6%),平滑、MSC和SNV建立的估算模型次之;对PCR来说,平滑处理的光谱数据建立的模型精度最好(RMSE=2.34g/kg,RE=19.4%)。总的看来,不同预处理对估算模型精度有一定的差异,但PLSR和PCR两种回归方法对甜菜氮含量估算模型影响不大。     

小波特征与传统光谱特征估测冬小麦条锈病病情严重度的对比研究

为探讨通过小波特征监测小麦条锈病发病程度的可行性,利用连续小波变换提取的小麦冠层光谱350~1 300 nm范围内的9个小波特征和传统光谱特征（植被指数、一阶微分变换特征和连续统特征）,借助偏最小二乘回归（PLSR）建立反演模型,分别将传统光谱特征（SFs）、小波特征（WFs）及传统光谱特征与小波特征结合(SFs & WFs）作为模型的输入,对小麦条锈病病情进行反演。结果表明：（1）小波特征与条锈病严重度的相关性比传统光谱特征强;（2）基于小波特征的模型估测精度（R为0.837）优于基于传统光谱特征的模型估测精度（R为0.824）;（3）传统光谱特征与小波特征结合的模型精度最高,R为0.876,RMSE仅为0.096,因而传统光谱特征与小波特征相结合能够更好地对小麦条锈病病情严重度进行估测。     

基于分量替换高分辨率遥感图像融合方法的对比研究

基于分量替换的高分辨率遥感图像融合是一种十分重要的融合方法,但对该方法的融合原理的深入分析在国内还鲜有报道。为此对分量替换融合方法进行原理探究和实验对比分析。首先从线性代数的角度来阐述分量替换融合算法的实质,并对两种典型的构造可替换波段的分量替换方法（基于光谱响应函数模拟低分辨率全色波段的Gram-Schmidt融合法（GS1）和基于多元一次线性回归拟合低分辨率全色波段的Gram-Schmidt（GS2）融合法进行原理说明;其次,选取QuickBird全色与多光谱图像数据,进行三种有代表性的基于分量替换的融合方法（PCA,GS1,GS2）的对比分析。通过对比融合前后典型地物的光谱特性变化来评价融合影像的光谱保真性也是该研究的一大特色。结果表明:3种融合方法都具有很高的光谱保真性,GS2融合方法具有最优的光谱保真性,PCA和GS1融合算法次之,尤其是GS1融合处理后的图像存在部分光谱失真的现象,GS2算法的光谱保真性明显优于GS1。从基于分量替换融合方法的实质可以诠释出造成GS1融合图像光谱失真的根本原因,GS1融合算法使用的只是实验室理想环境下所获取的名义上的光谱响应特征。传感器的实际成像过程受到诸多因素的影响,如传感器在轨工作环境、大气、观测角度不同等的影响。GS1算法单纯通过不同波段光谱响应函数的线性组合来模拟低分辨率全色波段并不十分准确,GS2直接利用MS和Pan波段像元灰度值进行线性回归,克服了上述不确定性问题。通过以上对比研究发现,如何利用多光谱数据准确地模拟低分辨率全色波段,直接影响到融合后影像的光谱保真性,是目前高分辨率遥感图像融合的关键技术。     

半干旱地区土地退化遥感动态监测方法-以吉林省通榆县为例

在RS和GIS集成技术支持下 ,选取位于半干旱地带的土地退化典型地区 -吉林省通榆县 ,利用不同时相的TM卫星数据 ,采用噪声白化变换提取光谱特征 ,选用植被、盐碱地、裸沙地、沼泽土、苇地作为最终光谱单元进行线性混合光谱分解 ,依据盐碱地和裸沙地加权和分量 ,将试点区的土地退化划分为未退化、轻度退化、中度退化和重度退化四个等级进行动态监测 ,并对土地退化的数量、空间分布与动态过程进行了分析。这一研究方法与结果可为半干旱地区的土地退化监测与生态建设提供科学方法和依据。     

荒漠公益林中典型灌木树种光谱特征研究

应用地面高光谱仪测定古尔班通古特沙漠中梭梭和柽柳的冠层光谱,结合遥感影像分析比较了两种灌木树种的光谱响应曲线差异。结果表明:不论是沙土还是盐碱土,柽柳在近红外波段内反射率均高于梭梭,并根据这一规律性总结出了基于光谱特征的梭梭和柽柳的识别模型,最后对不同树种的光谱响应机制进行了探讨。     

不同光谱能量分布对文心兰组织培养的影响

采用发光二极管(light emitting diode,LED)调制获取不同光谱能量分布的光源,以荧光灯为对照,研究其对文心兰原球茎诱导、增殖及生根组培苗生长的影响。结果表明:红光有利于原球茎的诱导,并促使原球茎产生最高的增殖系数和碳水化合物含量以及最低的分化出芽率;蓝光使原球茎产生最高的蛋白质含量、酶系活力和分化出芽率;单一红光促进文心兰生根苗茎的伸长,但不利于叶片色素的形成;单一蓝光抑制生根苗茎的伸长,促进叶片蛋白质和色素的合成;红蓝光谱分布处理的生根苗的生长量、干重、能效和酶系活力指标均高于荧光灯对照,色素含量与荧光灯对照无显著差异;红光LED促进文心兰原球茎的诱导,蓝光LED促进分化,红蓝光谱构成的LED光源更有利于生根组培苗的正常生长,是替代荧光灯的理想光源。      

简支梁随机振动问题的简化解法

通过静力分析精确地确定梁的振型,将具有无限自由度的连续体系的随机振动问题归结为广义单自由度振动问题,计算了Bernoulli-Euler梁和Timoshenko梁的对应于广义坐标的广义质量、广义阻尼系数、广义刚度、广义荷载等物理特性,确定了随机均布荷载的功率谱密度,在此基础上推导出了激励作用下两种梁的最大位移、最大应力的峰值功率谱密度。经与有关文献比较表明,该方法产生的误差极小,却概念清楚,步骤简便,并易于为一般的工程技术人员所掌握,对于不是太复杂的结构进行分析本方法具有实际的指导意义。