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剔除土壤背景的棉花水分胁迫无人机热红外遥感诊断 总被引:7,自引:0,他引:7
剔除无人机热红外影像中的土壤背景是提高作物水分诊断精度的有效途径,但也是热红外图像处理的难点问题。本文以不同水分处理的花铃期棉花为研究对象,分别在09:00、13:00和17:00等3个时刻,连续5 d采集无人机高分辨率热红外影像,并采用二值化Ostu算法和Canny边缘检测算法对热红外图像进行掩膜处理,实现对土壤背景的剔除,然后分别计算二值化Ostu算法、Canny边缘检测算法和包含土壤背景下的3种棉花水分胁迫指数(Crop water stress index,CWSI),最后建立不同时刻下3种CWSI与棉花叶片气孔导度Gs的关系模型。研究结果表明,应用Canny边缘检测算法可有效剔除热红外影像中的土壤背景,剔除土壤背景后的温度直方图呈单峰的偏态分布;3种处理方法获得的作物水分胁迫指数CWSI中,Canny边缘检测算法的CWSI最小,二值化Ostu算法的CWSI较高,包含土壤背景的CWSI最大;采用Canny边缘检测算法剔除土壤背景后的CWSI与棉花叶片气孔导度Gs的决定系数R2达到0.84,Ostu算法的结果次之,包含土壤背景的最差。本研究可为无人机热红外遥感监测作物水分状况提供参考。 相似文献
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以8a生核桃树为研究对象,采用分层分段挖掘法研究核桃树根系的空间分布,探讨滴灌条件下不同灌水定额处理组对核桃根系的作用效应,分析土层深度与水平距离变化对根长密度的影响,并建立根系密度分布函数。研究结果表明:在核桃成熟期,根长密度的一维垂直分布中,吸水根系集中分布于0~60cm,水平方向,根系集中分布于0~90cm。在垂直二维吸水根长密度分布中,C1处理主要分布在垂向0~80cm、水平0~90cm的范围内,C2处理主要分布在垂向0~60cm、水平0~90cm的范围内,C3处理主要分布在垂向0~100cm、水平0~90cm的范围内,其中尤以C3处理的根长密度分布居多。对比二元二次回归模型,利用二元多次方程拟合根长密度、水平距离与土层深度之间的关系,其函数相关度较好,可以应用于灌水施肥策略调整。 相似文献
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为了对比分析土地利用方式计算导水率方法适用性,利用盘式吸渗仪在林地、农地、苜蓿地进行了不同盘径和负压下土壤吸渗试验,并利用不同公式计算了土壤导水率。结果表明,有机质含量和容重较大的林地以及人为因素影响较大的农地,采用稳态流方法计算导水率比较合适,而对于土质较为均一的苜蓿地来说,采用瞬态流计算会省时省力,并得到较好的结果。因此,不同的土地利用方式应该采用不同的计算方法。 相似文献
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滴灌条件下核桃园土壤水分动态变化的数值模拟研究 总被引:1,自引:0,他引:1
为探究滴灌条件下核桃根系对土壤含水量的影响,试验以8 a生核桃树为研究对象,使用分层分段挖掘法分析核桃根系的空间形态分布,通过构建HYDRUS-2D模型,对有根系吸水下的土壤水分变化进行求解,并利用实测点数据校验2D模型的可用性。经过实际计算与理论分析,得出如下结论:在垂直二维剖面中,水平距树0~30 cm、垂直40~60 cm土层的细根根长密度分布最大,为1 618.216 m·m~(-3)。对比实测数据与模拟数据,结果显示RMSE均小于0.0186 cm~3·cm~(-3),ME绝对值小于0.0108 cm~3·cm~(-3),证明数值模拟效果较好,HYDRUS模型可应用于实际试验研究。将根系模块纳入模型模拟,并比照单独水流模块作用,结果显示根系对土壤含水量产生影响,使体积含水率曲线整体低于单独水作用下的含水率曲线,且两者关系差异性显著。模拟核桃生育前期土壤含水量变化,结果表明灌水后6 d至7 d内,土壤含水量存在明显减小现象,故可将生育前期灌水周期设定为6 d或7 d。 相似文献
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无人机多光谱遥感反演花蕾期棉花光合参数研究 总被引:3,自引:0,他引:3
光合作用对作物的生长发育、干物质的积累以及产量的形成起着至关重要的作用。为探讨遥感技术反演作物冠层光合参数的可行性,以无人机作为遥感平台,搭载6波段多光谱相机,通过采集棉花花蕾期不同时刻(09:00、11:00、13:00、15:00、17:00)冠层多光谱遥感图像,提取其冠层光谱反射率信息,并同步测定棉花冠层叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间二氧化碳浓度(Ci)等光合参数。通过对4种光合参数和6波段光谱反射率进行相关性分析,并分别使用一元线性回归和主成分回归、岭回归、偏最小二乘回归等多元回归方法,建立不同光合参数在不同时刻的反演模型。结果表明:净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间二氧化碳浓度(Ci)的最优反演模型分别为13:00的基于蓝光波段反射率的一元线性模型,15:00的基于红光波段反射率的一元线性模型,15:00的岭回归模型和15:00的基于红光波段反射率的一元线性模型,模型的决定系数R2均在0.5以上,验证相对误差RE均小于9%。该研究可为大范围监测作物的光合作用提供一定的参考。 相似文献
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为探究自动化膜下滴灌棉田地温变化规律及其影响因素,开展了大田试验,研究了地温与气象因子、植株覆盖度、土壤含水率、降雨和灌溉的关系。结果表明:在时间上,地温在灌溉期总体上呈现先增大后减小的趋势;太阳辐射、大气压强、相对湿度和大气温度与地温要素的相关性显著,且建立的最小二乘回归方程能较好的模拟日均地温变化情况。在空间上,地温单日变化都可用正弦曲线进行拟合。土壤含水率和覆盖度的增加,能够抑制棉田地温的变化。降雨和灌溉主要通过增加土壤含水率来改变地温。研究表明,通过建立气象因子与日均地温的回归方程和不同土层地温与时间的正弦函数能较好的模拟各土层地温,为根区构造适宜的水热环境。 相似文献
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不同灌水定额对北疆地区滴灌食葵生长及产量的影响 总被引:2,自引:0,他引:2
基于滴灌技术下同一灌水周期,不同灌水定额进行大田试验,探究灌水量对食葵生长及产量的影响,进而寻找适宜的灌溉制度,最终达到节水、增产的目的。试验结果表明:不同灌水定额会影响作物生长发育,但不是灌水量越大,植株生长发育越好。同时灌水量会影响作物体内含水量的大小,灌水量越大,其作物体内含水量就越高。对植株、茎围、灌水量、产量之间关系进行分析,最终得出影响作物产量的因素为作物茎围和体内含水量。两者越高,作物产量越大。但含水量到达一定程度时,会影响限制茎围发育,造成相对减产。对试验最终产量进行对比,结果表明应用450m3/hm2的灌溉制度进行灌溉,所得产量最高,且不影响作物生长发育,经济效益最为显著。这将对北疆地区滴灌条件下食葵节水灌溉技术提供合理的参考依据。 相似文献
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不同灌水模式对核桃树产量及品质的影响 总被引:3,自引:0,他引:3
通过大田小区试验与理论分析,研究了6 a生核桃树在不同灌水处理:灌水定额为15 mm滴灌,C1处理;灌水定额为30 mm滴灌,C2处理;灌水定额为45 mm滴灌,C3处理;灌水定额为30 mm涌泉灌,C4处理,对核桃树生理生态、产量及品质的影响。结果表明,各处理间叶绿素最大质量分数以及最终叶面积的关系为:C2处理C3处理C4处理C1处理,处理间有显著性差异;在果实纵横径及核桃体积上,各处理间差异显著,其最终值大小关系为:C2处理C3处理C4处理C1处理;脂肪量在处理间关系为:C2处理C4处理C3处理C1处理;蛋白质质量分数随着灌水定额增加而增加;C2处理单果质量最高、体积最大、出仁率最高且总产量最高。综合考虑,推荐采用C2处理进行灌溉。 相似文献
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在新疆等蒸发强烈干旱地区,潜水蒸发不仅关系到土壤水分损失,还直接涉及土壤的盐碱化问题,精确计算潜水蒸发量对排水计算和防治土壤盐碱化均有重要意义。目前常利用经验公式计算潜水蒸发量,包括阿维里扬诺夫公式、清华雷氏公式、叶水庭公式以及幂函数公式。本文利用新疆昌吉站和渭干河站潜水蒸发实测资料对上述四种经验公式进行分析,寻求阿氏公式中潜水停止蒸发深度与清华公式中潜水极限蒸发强度Emax和参数η的简单计算方法,探讨各公式在计算新疆典型区潜水蒸发量的准确性。结果表明,用清华公式拟合实测潜水蒸发与水面蒸发精度较高,Emax和参数η与潜水埋深呈较好的指数关系。在新疆地区清华公式有广泛的通用性,在潜水埋深较浅时,阿氏公式、叶氏公式和幂函数公式拟合精度相对较高,但当潜水埋深较大时拟合较差。幂函数公式拟合值与实测值相差最大。阿氏公式、叶氏公式和幂函数公式对于壤土类拟合精度较粗质土高。 相似文献