玉米叶绿素含量高光谱反演的线性模型研究

叶绿素含量是衡量植被生长状况的一个重要指标,高光谱数据具有较高的光谱分辨率,利用其光谱信息建立叶绿素含量的关系模型,已成为监测植被长势的一种有效手段。传统叶绿素含量线性回归模型的输入因子是植被特征提取参数,由于高光谱数据波段间的冗余度较高,导致一般的线性模型的反演精度较低。主成分分析可以减少数据的维数,简化网络结构,得出能反映原始信息的综合变量。本文以盆栽玉米为研究对象,利用植被特征和主成分分析方法提取光谱反演参数,根据所提取的参数建立玉米叶片叶绿素含量的一元线性和多元线性回归模型。结果表明,利用绿峰峰值和近红外反射率均值两参数可在一元线性模型中较好地反演玉米叶片叶绿素含量;而利用分波段提取的主成分能够在多元线性回归模型中更好地反演叶绿素含量,反演精度较高。     

基于PCA-WNN的玉米叶片叶绿素含量遥感反演建模方法

为寻找一种准确、非破坏性的叶绿素含量获取方法,实时掌握作物的生理状况,研究一种基于PCAWNN的玉米叶片叶绿素含量遥感反演模型。利用SVC HR-1024I光谱仪采集盆栽玉米叶片光谱,同时用SPAD-502便携式叶绿素计测定叶绿素含量。从包络线去除、微分处理后的光谱曲线中提取7个光谱特征参数(SCPs)并与修改型土壤调节植被指数(MSAVI)、归一化差值植被指数(NDVI)、修正植被指数(MVI)、比值植被指数(RVI)、差值植被指数(DVI)5种植被指数分别结合主成分分析(PCA),并提取前4个主分量作为小波神经网络(WNN)的输入因子,以Morlet母小波基函数作为激励函数,建立隐含层节点数为3的PCAWNN模型反演玉米叶片叶绿素含量。通过精度检验,表明7个SCPs与MSAVI组合的建模精度最高,验证小波神经网络反演玉米叶绿素含量的可行性以及其预测精度比BP神经网络更好。     

猕猴桃叶片叶绿素含量高光谱估算模型研究

【目的】研究猕猴桃叶片叶绿素含量的高光谱估算方法,为猕猴桃长势的遥感监测提供理论依据。【方法】以陕西杨凌蒋家寨村2018年不同生育期(初花期、幼果期、膨果期、壮果期、果实成熟期)的猕猴桃叶片为研究对象,分别测定其高光谱反射率和叶绿素含量(SPAD值),分析原始光谱和5个常见的植被指数(归一化植被指数、归一化叶绿素指数、改进的叶绿素吸收反射率指数、MERIS地面叶绿素指数、土壤调整指数)与叶绿素含量之间的相关关系,提取各生育期的特征波段,分别建立基于特征波段和植被指数的单波段叶绿素含量一元线性估算模型。利用主成分分析对原始光谱数据进行降维,将得到的主成分得分作为随机森林模型的输入变量,建立基于多波段信息的叶绿素含量多元估算模型,并对模型进行精度验证和分析。【结果】不同生育期猕猴桃叶片光谱反射率变化趋势基本一致,整体趋势为可见光波段反射率低,近红外波段反射率高;在可见光波段,光谱反射率随着叶绿素含量的升高而降低;在近红外波段,光谱反射率则随着叶绿素含量的增加而升高。通过相关性分析可知,初花期、幼果期、膨果期、壮果期、果实成熟期原始光谱的特征波段分别为729,548,707,707和712 nm,估算模型决定系数(R~2)分别为0.18,0.85,0.54,0.85和0.82,其中初花期估算模型未通过显著性检验,其余生育期均通过极显著性检验。在5个常用植被指数中,初花期与叶绿素含量相关性最高的是归一化叶绿素指数(NPCI),但是估算模型决定系数R~2只有0.1,未通过显著性检验;其他生育期与叶绿素含量相关性最高的是MERIS地面叶绿素指数(MTCI),所建立的估算模型拟合效果好,预测精度高。基于主成分分析和随机森林回归建立的不同生育期猕猴桃叶片叶绿素含量估算模型的R~2在0.91～0.98,均通过极显著性检验,其拟合效果和预测精度远高于单波段一元线性回归和基于植被指数的一元线性回归模型,是估算猕猴桃叶片叶绿素含量的最优模型。【结论】基于主成分分析的随机森林模型包含了更完整的波段信息,对不同生育期猕猴桃叶片叶绿素含量具有较好的预测能力。     

基于多项式典型相关方法选择长江下游降雨量预报因子

非线性典型相关(NLCCA)问题是常见而又不易解决的问题,现在所用NLCCA模型的神经网络解法,编程复杂而又得不到变量间的解析表达式。分析讨论了长江下游降雨量预报因子的选择问题,提出NLCCA问题的多项式逼近模型及其2种解法:逐步选择法和主成分法。这2种方法都能很好地找到非线性典型相关的预报因子。在线性典型相关检验不通过的情况下,利用这2种方法可成功地找到非线性典型相关预报因子。     

基于高光谱的橡胶单叶叶绿素含量研究

采用高光谱分析和线性回归技术分析了3个橡胶树品种单叶片的室内光谱反射数据和叶绿素含量,确定了橡胶单叶高光谱特征参数(三边面积、反射率和一阶微分值)与3个品种综合的不同物候期和物候期综合下的叶绿素含量的敏感波段。结果表明:三边面积均与叶绿素含量的相关达到1%的极显著检验水平;基于反射率和一阶微分值的变量与叶绿素主要呈负相关,敏感波段主要在蓝边范围;利用一阶微分值构建的线性回归模型对叶绿素含量估算较好。     

水稻叶绿素含量主效QTL定位

以屉锦和北陆129杂交-回交衍生的BIL和CSSL群体为试验材料,对不同生育时期叶片叶绿素含量和降解指数进行QTL分析.不同生育时期双亲叶绿素含量和降解指数差异明显,叶绿素含量存在动态变化现象;不同生育时期叶绿素含量存在明显的相关性,降解指数与抽穗期、灌浆成熟期叶绿素含量显著相关.利用BIL群体检测到与叶绿素含量相关的...     

用分子标记方法对水稻叶绿素含量的分子遗传分析

本文阐述了使用水稻重组自交系群体和微卫星(SSR)分子连锁图谱对叶绿素含量进行了基因定位，共检测到7个与叶绿素含量有关的数量性状基因座(QTL)，分布在3、7号染色体上；每个QTL对表型变异的贡献率在5150％-8．57％之间．这为水稻的高光效育种和克隆相关基因打下了良好的基础．     

高光谱数据与水稻农学参数之间的相关分析

通过田间小区试验,获取水稻整个生育期内不同氮素处理的叶面积指数(LAI)、叶片叶绿素含量(CHL.C)、叶绿素密度(CHL.D)与高光谱分辨率遥感数据.分析其变化过程,并利用微分技术处理水稻群体反射光谱以减少土壤等低频背景光谱噪音的影响.通过单相关分析和逐步回归方法研究水稻LAI、CHL.C、CHL.D分别与光谱反射率、反射率的一阶微分光谱的相关关系.结果表明,微分技术能够改善光谱数据与LAI、CHL.C的相关性,而与鲜叶CHL.D的相关性较低.     

水稻灌浆时期叶绿素与光合效率的研究

水稻灌浆时期光合产物的积累与运输是水稻子粒充实、饱满的关键,也是水稻产量得以保障的基础。本文选取了辽星系列有代表性的7个品种进行光合特性研究,探讨了灌浆时期各品种叶绿素含量、气孔导度、蒸腾速率、净光合速率等的动态变化。认为灌浆后期保持一定水平的净光合速率,才能有效的保证活秆成熟、不早衰。     

水稻剑叶净光合速率与叶绿素含量的研究初报

对59个水稻品种剑叶净光合速率及其叶绿素含量进行测定和相关分析后发现，叶绿素各组分及叶绿素a/b比值均存在显的品种间差异。叶绿素a含量决定总叶绿素含量水平，叶绿素b的含量主导叶绿素a/b比值的变化。总叶绿素含量、叶绿素a含量与剑叶净光合速率显正相关，叶绿素b含量与剑叶净光合速率的正相关关系接近显水平。叶绿素a/b与剑叶净光合速率无直接相关关系，但在品种间叶绿素含量由少增多的过程中，叶绿素含理状况对光合作用的促进作用由总量的增加转向叶绿素a/b比值的降低，同时发现，在高光强、低叶绿素含量范围内，仍然存在光合作用的最适叶绿素含量值。     

宁夏地区几种水稻的产量性状与品质性状相关分析

[目的]为水稻新品种的选育和大面积推广提供依据。[方法]对宁夏区试中10个水稻品种的产量性状与品质性状进行典型相关分析和主成分分析。[结果]主成分分析表明,前4个主成分方差累计贡献率达87.35%;根据各品种主成分综合得分,对所参试品种综合评价,表现较好的是2003Y-266、花82和花95。[结论]应选择米粒光泽度较好的水稻后代材料,兼顾高产和优质的特性。     

氮磷钾有机肥对马铃薯叶绿素含量的影响

[目的]研究马铃薯叶绿素含量与氮磷钾有机肥最佳施肥量的关系。[方法]对综合技术中的有机肥、氮、磷、钾施用量4个重要因素,采用4因素5水平二次通用旋转组合设计,建立数学模型,优选适合马铃薯栽培的施肥措施,用乙醇浸提叶绿素,采用分光光度计测定其含量,研究氮磷钾及有机肥对马铃薯叶绿素含量的影响。[结果]N、P、K和有机肥施用量4因素对马铃薯叶绿素含量的效应依次为：N肥〉有机肥〉K肥〉P肥。获得马铃薯叶绿素总量〉1．48mg／g、叶绿素a〉0．79mg／g、叶绿素b〉0．69mg／g的最佳优化施肥方案为：施氮235．5—251．3kg／hm^2,施磷121．9～123．6kg/hm^2、施钾174．5～190．2kg／hm^2,施有机肥37935—38535kg／hm^2。[结论]该研究为建立马铃薯定性与定量相结合的可行性施肥技术体系提供科学依据。     

柳树无性系在北京地区的苗期生态适应性

对50种柳树无性系在北京地区的扦插成活率和生长状况进行观测,记录物候期和年生长量,利用主成分分析方法划分柳树的物候型,并采用典型相关分析方法确定物候期与生长量的关系。结果表明:扦插成活率方面除G102和毛枝柳外,其他无性系的扦插成活率均在72%以上;健康状况方面除少数无性系出现了日灼、倒伏、干梢和病虫害现象外,大部分无性系苗期生长状况较好,表现出较好的适应性。不同无性系的物候期存在较大差异,叶变色期最为明显,极差达48 d,差异最小的是展叶期,极差仅为7 d。采用主成分分析法将这4个物候因子综合为2个主成分,依据主成分值聚类,将50个无性系分为3个物候型,即长生长期物候型、短生长期物候型和中间型物候型。综合分析物候因子和生长因子得出,除展叶期以外的其他物候因子与生长因子之间相关紧密,物候因子对生长量有较好的预测能力,即萌动发芽越早,落叶越迟对生长越有利。     

黑龙江省新审定水稻品种品质性状分析

通过2000—2004年黑龙江省审定的35个水稻品种品质性状分析,结果表明,所有供试材料品质总分没有达到部颁优质米一级标准,有74.29%达到部颁优质米二级标准。供试材料品质性状间垩白米率、垩白度、直链淀粉含量达到部颁优质米的一级标准;品质性状间存在显著或极显著的相关性;品质性状的主成分分析,糙米率因子、垩白度因子、直链淀粉含量因子、蛋白质含量因子、整精米率因子的特征根累计贡献率达82.5%。建立品质总分回归方程:Y=75.086 0.246x1-0.932x2-0.577x3-0.124x4 3.072x5。     

不同特性水稻品种灌浆期叶绿素含量及荧光特性的比较

[目的]比较分析辽宁省不同特性水稻(Oryza sativa L.)品种灌浆期叶绿素含量及荧光特性,为筛选及选育高光能利用率和耐光抑制的优良水稻品种提供科学依据。[方法]以辽粳9、辽优1106、东壮2号3个辽宁省水稻品种为材料,利用便携式叶绿素仪和调制荧光仪MINI-PAM测定自然条件下灌浆结实期叶绿素含量及荧光参数Ft、Fm'、Yield、ETR、qP的变化情况。[结果]在叶绿素含量上,辽粳9、东壮2号整个灌浆期始终保持较高的水平,但辽优1106灌浆中后期迅速下降。叶绿素荧光参数值总体上辽粳9、东壮2号灌浆各时期变化平缓,且趋于一致,辽粳9均略高于东壮2号;而辽优1106荧光参数中除Fm'和qP与上述2个品种变化趋势相同外,其他参数均表现出灌浆中后期急剧下降。[结论]杂交稻辽优1106和东壮2号中后期的光适应能力较弱,光能利用率急速下降;辽粳9对整个灌浆期的光适应能力及光合利用率最高。     

杂种落叶松家系变异分析与多性状联合选择

以黑龙江省铁力市丰林林场杂种落叶松家系试验林为研究对象,对生长性状、材性性状、生物量、碳储量进行调查分析,首先利用标准木数据进行生物量方程拟合,得到杂种落叶松家系生物量方程。变异分析结果显示:杂种落叶松家系生长性状、生物量、碳储量存在较丰富的变异,材性性状变异相对较小。碳储量方面:日3×兴9、日5×长77-3、日11×兴2、兴5×兴9这4个家系变异较大。利用方差分析与多重比较等方法对杂种落叶松家系间差异性进行比较,结果显示:生物量、碳储量、木材密度家系间差异达到显著水平,碳储量方面,兴6×长6、兴7×日77-2、兴12×兴2、兴9×日76-2这4个家系相比其它家系表现优异,4个家系的平均值比总平均值高出18.82%,高出对照(CK)为20.74%,高出杂种混30.35%,高出长白落叶松小北湖与白刀山种源分别为35.40%和43.56%,高出兴安落叶松乌伊岭种源41.62%,高出长白落叶松自由授粉家系长73-18与长73-4分别为20.74%和30.35%。对杂种落叶松参试家系各性状值进行主成分分析,将生长、材性、碳储量等性状进行综合分析,多性状联合选择优良家系,最终选择兴6×长6、兴7×日77-2作为杂种落叶松优良家系。     

基于小波包及相关分析的故障选线方法

分析小电流接地系统故障选线的现状及稳态选线方法的优缺点,仔细研究配网单项接地故障特征后研究用暂态电容电流进行选线,判据如下：先将暂态电压信号利用小波包变换进行分解,得到的能量最大值所对应的即为特征频带,再将各零序电流在特征频带逐一分解,将各条线路得到的小波系数组成相关性矩阵,将矩阵中的元素取平均值得到各条线路与其他线路的平均互相关系数,数值最小者对应的为故障线路。判断过程简洁明了,抗干扰能力强,不受中性点接地方式、电网结构等的影响,能够适应小电流接地系统中多种故障模式,并且用MATLAB/WAVELET仿真验证了本判据的可行性和正确性。