基于地面高光谱遥感的降香黄檀黑痣病病情指数反演

利用美国Spectra Vista Corporation(以下均用简称SVC)HR-1024i非成像高光谱仪采集不同病情程度的降香黄檀冠层光谱数据,并结合地面同步调查获得的降香黄檀黑痣病病情指数数据,对光谱数据进行重叠校正(scan matching/overlap correction)和白光板反射率校正(white plate reflectance correction)。采用主成分分析法(PCA法)对与降香黄檀黑痣病病情指数相关性较高的敏感波段进行降维。利用53个训练集,将敏感波段和PCA法处理后的敏感波段分别作为输入变量,训练降香黄檀黑痣病的BP神经网络。两种输入变量建立的神经网络计算出的预测值与实际值之间的决定系数(R2)均达到99%。利用27个验证集做进一步精度检验,结果表明,通过这两种输入变量训练的BP神经网络,得到的预测值与实际值之间的决定系数(R2)分别为0.951 9和0.706 0,均方根误差(RMSE)分别为5.998 0和12.919 3。直接以敏感波段作为变量输入和PCA法处理后的敏感波段作为变量输入训练BP神经网络是一种有效的方法,其中,直接以敏感波段作为变量输入精度更高。     

应用高光谱数据定量反演查干湖水质参数研究

湖泊水质下降和富营养化问题日益严重,传统监测方法已经日益不能满足水质监测的需要。该文通过野外高光谱仪器测定查干湖水体反射光谱,分析研究水体反射光谱特征与水质参数叶绿素a含量、透明度和浊度之间的关系,运用多种半经验算法建立反演模型。结果表明:单波段光谱反射率与叶绿素a和浊度的相关系数较小,但与透明度相关系数较高;光谱反射率通过对数、比值转换,可以有效的提高叶绿素a和浊度估测模型的精度,却对透明度作用不大。总体来说,叶绿素a和浊度估测模型效果较好,透明度高光谱估测模型相对较差,需进一步研究。     

炭疽病胁迫下的茶树叶片高光谱特征分析

试验以茶树不同炭疽病受害程度的叶片及健康叶片为材料, 室内测定其光谱反射率。结果表明, 炭疽病危害后, 茶树叶片的光谱值随发病程度的增加表现出有规律的变化, 740～1 000 nm波段的光谱反射率随病情加重呈现下降趋势; 而1 370～2 500 nm波段却表现出相反趋势。在742～974 nm和1 374～2 500 nm, 炭疽病受害程度与光谱反射率呈极显著相关。对光谱一阶微分特征分析表明, 在680～780 nm范围内处理间变幅最大, 有2个波段的一阶微分值与受害程度表现出极显著相关性, 分别为715～763 nm和776～778 nm波段。建立的炭疽病严重度诊断模型, 均达到极显著水平, 其中利用植被指数(Rg - Rr)/( Rg+ Rr)建立的模型精确度最高。     

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。     

小麦条锈病高光谱近地与高空遥感监测比较研究

 小麦条锈病是我国小麦生产中的重要病害,对该病防治的关键是做好监测工作。本研究利用ASD手持野外光谱仪[ASD FieldSpec HandHeld FR(325~1 075 nm)]和热气球在近地与高空研究了发病小麦冠层的高光谱遥感数据特征,获得了近地和对应高空2个不同平台光谱数据。经比较分析,发现高空数据与近地数据之间存在明显而有规律的变异关系,即高空获得的光谱反射率在可见光谱区域明显大于近地获得的光谱反射率。进一步对差异最显著的绿峰580 nm和黄边610 nm处数据进行回归分析,获得了高空光谱反射率值与近地光谱反射率值之间的回归模型,为进一步研究利用高平台遥感监测小麦条锈病奠定了一定的理论基础。     

谷子叶绿素含量高光谱特征分析及其反演模型构建

基于高光谱数据综合分析不同施肥条件下谷子各生长期冠层叶绿素含量的高光谱特征,在分析各光谱特征参数与叶绿素相关性的基础上,基于偏最小二乘法和人工神经网络构建叶绿素含量的遥感反演模型.结果表明:NDVI(归一化植被指数)、GNDVI(绿色归一化植被指数)、PSNDa(特殊色素归一化指数a)、PSSRc(特征色素简单比值指数...     

基于野外实测高光谱数据的干旱区耕作土壤含水量反演研究

利用2011年3月野外实地采集的不同含水量土壤的高光谱数据,研究了南疆地区耕作土壤草甸土含水量与高光谱反射率之间的定量关系,构建了一元线性回归与多元逐步回归的土壤含水量预测模型.结果表明,土壤含水量在380～ 1080 nm波段与反射率呈负相关关系;反射率经倒数(1/R)、对数(logR)、一阶微分(R’)变换后可提高其与含水量的相关性;以50个建模样本所建立模型的相关系数均达到极显著水平,所有模型通过对37验证样本进行预测,比较决定系数、均方根误差、相对误差后,表明多元逐步回归模型的预测能力要优于一元线性回归模型,从所有模型中优选出以698、702、703、746、747 nm波段反射率倒数(1/R)建立的多元逐步回归模型为最优模型,该模型实测值与预测值之间的R2为0.9199,RMSE为1.6026,RE为0.6517,可用于基于野外高光谱数据的土壤含水量的估测.     

宁夏枸杞炭疽病发生流行的气象条件分析

根据宁夏枸杞主产区中宁县和银川市芦花台园林试验场2000～2004年不同批次的成熟枸杞果实炭疽病病情指数和气象资料,运用主成分分析结合逐步回归方法,分析了宁夏枸杞炭疽病爆发流行的主要气象因子及其影响.结果表明:影响炭疽病发生的气象因子主要是温度和空气相对湿度,其次是风力和降水.在一定温度范围内,温度越高,对炭疽病的发生越不利;空气湿度越大,越有利于枸杞炭疽病的发生.     

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.     

基于高光谱指数的天然胡杨叶绿素遥感建模研究

利用遥感技术监测胡杨叶片的叶绿素含量可以为林地经营管理、胡杨资源保护利用提供快速及时的信息。利用ISI921VF-512野外地物光谱辐射计实地测定了胡杨生长季节6月至10月每月塔里木河上游天然胡杨叶片393-1095nm可见-近红外波段的高光谱数据以及叶片叶绿素含量,并对叶片叶绿素含量与光谱反射率进行了相关分析,建立了基于高光谱指数的胡杨叶片叶绿素估测模型。结果表明:一元线性模型中,鲜重叶绿素a,b,a+b含量与高光谱指数NDVI705的相关性均达到了极显著水平,且在十三种高光谱指数里相关系数r最大;同时建立了由鲜重叶绿素a,b,a+b含量与高光谱指数的多元线性回归模型;为胡杨生理状态与健康状况评价提供了理论依据。     

茶云纹叶枯病病原菌侵入与叶位关系研究

采用茶园调查和室内接种相结合的方法,研究了茶云纹叶枯病病菌（Colletotrichum camelliae）侵入与不同叶位的关系。结果表明：自然状态下,病害症状主要出现在成、老叶上。2006年嫩叶组、成叶组和老叶组3处理的病叶率分别为0．89％、18．89％、10．67％,2007年分别为2．00％、19．56％、13．78％,其中嫩叶、成叶上的病害都是当年病菌侵染所致。茶枝离体接种时,症状出现在嫩叶和成叶上,而且以前者为多,2006年3处理的病叶率分别为15．28％、9．73％和0％,2007年分别为12．50％、8．73％和2．78％。结果显示：分生孢子的侵染叶位以嫩叶为主,在各类叶片上均有较高的萌发率,但只有部分能够形成附着胞,在嫩叶和成叶上形成率较高,老叶上几乎不能形成。不同叶位的解剖结构如角质层厚薄、栅栏组织层次多少、海绵组织细胞排列松紧等都与病菌侵染有一定的相关性。     

Effect of humidity and temperature on conidial germination and appressorium development of two Philippine isolates of the mango anthracnose pathogen Colletotrichum gloeosporioides

A comparison of rates of germination and appressorium formation by an isolate of Colletotrichum gloeosporioides on mango leaves, fruit surfaces and cellophane membranes showed that behaviour was broadly similar on all three substrates. Frequency of appressorium formation was slightly higher on cellophane membranes, and both hyaline and melanized appressoria were formed. Only melanized appressoria were formed on mango surfaces. In vitro experiments on membranes showed comparative differences in physiological behaviour with temperature for two Philippine isolates of C. gloeosporioides . The most stimulatory temperature for production of appressoria differed in isolates I-2 and I-4 (25 and 20°C, respectively). At 30°C more appressoria became melanized than at lower temperatures, but the frequency of formation of penetration pegs was highest at 25°C. Conidia of C. gloeosporioides germinated on cellophane membranes at relative humidities as low as 95%, but the percentage of conidia germinating and forming appressoria increased as the RH approached 100%. Approximately 18% of conidia of C. gloeosporioides I-2 held at 62 and 86% RH for 4 weeks retained viability, and some were capable of forming appressoria when placed at 100% RH. These results have implications for epidemiological models for disease control.     

西安市耕地面积变化驱动力分析及动态预测

利用主成分分析对指标因子进行特征提取,采用灰色预测方法来构建预测指标,运用MATLAB软件建立的BP神经网络进行耕地面积预测。结果表明:经主成分分析的BP神经网络模型具有结构简单、收敛速度快、精度高的特点,对西安市耕地资源的预测精度较高,可靠性较好,具有一定的可行性。预测结果显示,西安市2013年的年末耕地面积为248 826.67 hm²,而经济的高速发展和城市化水平是西安市耕地面积减少的主要原因,在西安市城市发展过程中耕地资源的规划和保护应该得到充分的重视。     

青铜峡银北灌区地下水位变化规律分析与模拟

分析了银北灌区地下水位较高的成因,研究了灌区地下水位年际和年内的动态变化规律,采用主成分分析方法,确定了灌区地下水位变化的主要影响因素,并用变速率的VLBP神经网络实现了对灌区的地下水位变化的模拟.结果表明灌区地下水位变化具有周期性、季节性的特点,并且可以被VLBP神经网络模型准确地模拟.     

Characterization of Colletotrichum truncatum from papaya,pepper and physic nut based on phylogeny,morphology and pathogenicity

Colletotrichum truncatum (syn. C. capsici) has been identified as the causal agent of anthracnose on various hosts, predominantly pepper (Capsicum spp.) plants. The aim of this study was to determine whether C. truncatum isolates infecting papaya, pepper and physic nut in southeastern Mexico are morphologically, genetically and pathogenically different, in order to improve disease management strategies. A total of 113 C. truncatum isolates collected from five producer states were subjected to phenotypic characterization and divided into six different morphological groups. These morphological traits and the location of the isolates were used to select a subset of 20 isolates for further studies. Differences in the pathogenicity of the isolates were tested with a cross‐inoculation assay using pepper, papaya and physic nut. The pathogenicity tests revealed that all isolates could infect the three hosts and produce typical anthracnose symptoms, indicating a lack of host specificity for this species and therefore its pathogenic potential on other plants. Phylogenetic analysis using internal transcribed spacer (ITS) and glyceraldehyde 3‐phosphate dehydrogenase (GAPDH) sequences of the C.   truncatum isolates from this study and reference strains was performed, grouping the isolates into a monophyletic clade. This study reports for the first time the characterization of C. truncatum causing anthracnose disease on three different hosts in Mexico.     

基于RS和PCA的荒漠化现状综合评价

针对一些荒漠化评价指标无法通过遥感手段直接获取,且简单目视判读或直接分类等评价方法主观性强等问题,提出一种基于遥感与主成分分析相结合的荒漠化现状综合评价方法。研究遵循代表性、综合性、主导性及遥感手段可操作性原则,选取5个荒漠化评价指标,由ETM+数据直接反演得到;并基于先验数据进行主成分分析,确定指标权重,建立综合评价模型,对整个研究区荒漠化现状进行综合评价。研究认为,该方法体现了遥感在大面积环境评价中的优势,且基于统计结果的评价方法更客观,更适用于区域尺度荒漠化评价。     

基于单时相MODIS数据的土地覆盖三种分类方法对比研究

以甘肃省为试验区,基于单时相MODIS数据,主要利用其可见光多波段光谱信息,分别使用最大似然法、BP神经网络算法以及基于See 5.0数据挖掘的决策树分类方法对土地覆盖进行了自动分类研究,结果验证表明:决策树分类性能最优,总分类精度达到82.13%,神经网络算法次之,总分类精度为77.60%,最大似然法最差,总分类精度为73.93%;加入boosting技术的See 5.0数据挖掘决策树方法能够快速地进行决策树的建立且能很好地提高较难识别地物类型的分类精度。     

基于主成分分析的郑州市小蜂螨暴发风险等级评价

小蜂螨作为亚洲地区主要的蜜蜂害虫,严重阻碍了蜂产业的健康稳定发展。定量描述小蜂螨的暴发风险等级可以为该螨的早期防控提供一定的科学依据。本研究根据郑州市1991年至2010年的气象数据,利用主成分分析法将小蜂螨暴发地的6个相关气象指标转换成3个相互独立的综合指标,再对综合指标值进行加权相加得到各年小蜂螨暴发风险的综合评价值,并对其进行等级划分,分别得到各年小蜂螨的暴发风险等级。其中除2006年外,其余年份均与实际调查结果相符,其等级评价正确率达90%。根据不同的暴发风险等级,需要采取不同的防御手段,特别是对当年小蜂螨暴发风险等级较高的地区应加强监测,做好防治工作。     

基于主成分分析的宁夏银北地区龟裂碱土盐分特征研究

为探明宁夏银北地区龟裂碱土的盐分状况,并构建滴灌利用龟裂碱土过程中具有代表性和限制性的盐分特征因子,利用经典统计和主成分分析方法对龟裂碱土原状土剖面和滴灌利用下的土壤盐分特征进行了研究。结果表明,龟裂碱土剖面盐分离子含量总体呈现"T"字型分布,0~40 cm土壤SAR值较大,均高于15(mmol/L)0.5,土壤pH值9.5左右;Cl-和Na+是该土壤中最主要的阴阳离子;HCO3-含量在100 cm以下的土层中逐渐增加;土壤可溶性总盐(TSS)与Cl-和Na+的相关性较大,相关系数分别为0.967和0.910(P<0.01),TSS与饱和浸提液电导率(ECe)亦存在着显著的正相关(P<0.01);主成分分析表明影响土壤利用的4个主成分依次为土壤盐化状况、土壤结构状况、土壤碱化特征以及除Na+、Mg2+和Ca2+等离子之外的其它离子含量状况,其累积方差贡献率为87.18%。由此可见,在宁夏银北地区龟裂碱土具有干旱区盐碱土壤盐分表聚特征,在利用过程中仍需要首先降低土壤盐度,通过改变离子组成减小土壤碱度,改善土壤结构。