基于高光谱的玉米大斑病害监测

玉米大斑病是为害玉米生产的主要病害之一,其传统的诊断方法存在工作量大、效率低、主观性强的缺点,探索利用高光谱技术对玉米大斑病害进行快速诊断具有重要的意义。在玉米大田中采集105个玉米大斑病叶片样本,通过测定叶片光谱和病斑面积,开展玉米大斑病病斑面积的定量检测研究。结果表明,不同等级玉米大斑病病斑面积的高光谱差异明显,且多数高光谱区域与病斑面积的相关系数可以达到0.7以上,表明高光谱能够响应玉米大斑病病害;利用偏最小二乘法构建的玉米大斑病诊断模型的表现较好(R~2c=0.726,RMSEc=2.162,RPDc=2.530;R~2v=0.651,RMSEv=2.579,RPDv=2.198),能够实现玉米大斑病病斑面积较为准确的诊断。研究结果可为大田玉米大斑病病斑面积及病害等级的快速诊断提供有效的技术途径和理论探索。     

基于遥感数据和气象数据的水旱地冬小麦产量估测

研究利用遥感数据进行了运城地区冬小麦不同生育时期归一化差值植被指数和产量关系的研究,利用气象数据和光谱数据构建了冬小麦光谱产量模型、气象产量模型以及光谱气象产量模型。结果表明：运城地区水旱地冬小麦均以5月8日左右的NDVI值与产量相关性最好,且达极显著水平,因此该时期为建立冬小麦遥感估产模型的最佳时相。通过对冬小麦光谱产量模型、气象产量模型以及光谱气象产量模型预测效果进行的F检验,表明各模型均达到极显著水平。与其他两种模型相比,光谱气象产量模型的决定系数（R2）有明显的提高,并且相对均方根误差（RRMSE     

基于反射光谱的不同播期冬小麦LAI监测研究

为利用遥感技术快速、无损伤监测不同播期冬小麦LAI,通过大田和室内试验,对5个不同播期处理的冬小麦LAI进行了测定,并在此基础上建立了基于反射光谱的不同播期冬小麦LAI监测模型。结果表明,在4个播期处理和一个所有播期组合下所建立的LAI监测光谱模型中,以播期3条件下的PVI(1460,460)和LAI相关性最好,决定系数可达0.8296,播期3是监测冬小麦LAI的最适播期,依此所建立的冬小麦LAI监测光谱模型是可行的。同时,所有播期组合的LAI与PVI(1460,460)也有较高的相关性,说明在此基础上所建立的模型具有较好的普适度,这为冬小麦品质的大尺度遥感监测和小麦生产的宏观管理调控提供理论依据。     

土壤水分的高光谱响应特性及定量监测研究

为及时、准确地监测土壤含水量（SMC）,采用室内条件下人工模拟不同SMC环境的方法,通过测定各时间段的SMC及其对应的土壤光谱反射率,运用连续投影算法（SPA）提取土壤水分的特征波长,结合多元线性回归（MLR）方法,构建SMC的高光谱定量监测模型。结果表明,光谱反射率随着样本SMC的增加而逐渐降低,二者存在明显的负相关关系;采用SPA方法提取的光谱特征波段为422、629、817、976、1121、1258、1359、1448、1830和2022nm;构建的SPA-MLR土壤水分高光谱监测模型表现出良好的预测效果（校正集的R2=0.930、RMSE=8.845、RPD=3.794,验证集的R2=0.927、RMSE=8.799、RPD=3.581）。研究结果可为土壤水分的高效精准监测提供一定的实践探索和理论参考。     

基于遥感数据和气象数据的水旱地冬小麦产量估测

研究利用遥感数据进行了运城地区冬小麦不同生育时期归一化差值植被指数和产量关系的研究,利用气象数据和光谱数据构建了冬小麦光谱产量模型、气象产量模型以及光谱气象产量模型。结果表明：运城地区水旱地冬小麦均以5月8日左右的NDVI值与产量相关性最好,且达极显著水平,因此该时期为建立冬小麦遥感估产模型的最佳时相。通过对冬小麦光谱产量模型、气象产量模型以及光谱气象产量模型预测效果进行的F检验,表明各模型均达到极显著水平。与其他两种模型相比,光谱气象产量模型的决定系数（R2）有明显的提高,并且相对均方根误差（RRMSE     

基于高光谱和HJ-1 CCD的水旱地冬小麦叶绿素含量反演

叶绿素作为绿色植物光合作用的必要组成成分,其含量的高低可反映作物的长势状况。实时监测植物叶片叶绿素含量的动态变化是监测植物长势的重要环节。以山西省闻喜县冬小麦为研究对象,基于高光谱技术和实测数据,对研究区冬小麦拔节期的叶绿素含量进行定量估算,并在此基础上利用卫星遥感数据对冬小麦的叶绿素含量进行反演,以达到仅应用卫星遥感数据估测叶绿素含量的目的。结果表明,水旱地冬小麦叶绿素含量敏感波段在可见光区域不同,在近红外区域一致;水旱地分别以DVI和NDVI为变量所构建的预测模型效果最佳,R2值均达到0.9以上,均方根误差分别为0.470 0和0.458 7;对叶绿素含量反演值与实测值对比分析,水地反演值与实测值大致吻合,而旱地反演值则偏高;采用均方根误差(RMSE)法,检验反演值和实际值的符合度,水地RMSE为0.926,旱地RMSE为1.540。     

不同密度冬小麦叶绿素含量的冠层光谱响应研究

为了研究不同密度条件下冠层光谱对冬小麦叶绿素含量的响应,对不同密度条件下的冬小麦冠层光谱反射率进行了测定,分析了光谱植被指数与叶绿素含量间的相关性及其定量关系.结果表明,在可见光波段范围内,光谱反射率与叶绿素含量的相关性以密度5(900万苗·hm-2)最大,呈极显著负相关,且在波段670 nm时相关系数最大,达--0.85.在近红外波段范围内,光谱反射率与叶绿素含量的相关性以密度1(300万苗·hm-2)最大,均呈极显著正相关,且在波段800 nm时相关系数最大,达0.71.各植被指数与叶绿素含量的相关性均以密度1(300万苗·hm-2)最好.另外,种植密度的不同,监测叶绿素含量的最佳自变量也不一样.该研究结果可为大田实践提供一定的理论基础和实践参考.     

施用有机肥对谷子产量、品质及经济效益的影响

为研究有机肥对谷子产量、品质及经济效益的影响,采用大田试验,以晋谷57为试验材料,设置不施肥(T0,为对照)、化肥(常规施氮量180 kg/hm²,T1)、有机肥6 250 kg/hm²(T2)、有机肥8 750 kg/hm²(T3)和有机肥11 250 kg/hm²(T4)共5个处理,对比分析不同处理下谷子的产量及产量构成因素、品质和生物活性物质,并进行成本和效益核算,以期为谷子合理施用有机肥和发展有机旱作农业提供技术支撑。结果表明,不同处理下谷子产量为3 025.25～6 265.20 kg/hm²,其中,T3处理产量为6 265.20 kg/hm²,较T0处理显著提高。Pearson相关分析法分析产量与产量构成因素发现,产量与穗长、穗粗、单穗粒质量、单穗质量、千粒质量和出谷率呈极显著正相关。从谷子籽粒品质来看,T1～T4处理均可以改善籽粒品质,T3处理下的蛋白质、脂肪和淀粉含量增幅最高,分别较对照增加1.74%、0.76%和7.28%;T3处理还显著...     

基于生长度日的冬小麦植株氮浓度监测

光谱饱和现象是作物光谱监测中广泛存在的问题。基于连续3 a田间试验,对拔节期、挑旗期和开花期的植被指数(VI)和当季估计指数(INSEI)分别对植株氮浓度(PNC)进行监测,并利用独立生长季数据对模型验证。结果表明,植被指数在低PNC条件下发生饱和现象,且受作物生长阶段的影响;基于INSEI的光谱监测模型有效降低了作物生长阶段对于PNC监测的影响,其中,INSEINDVI的PNC监测模型精度最佳,建模集R~2和RMSE分别为0.75和0.36%,验证集R~2和RMSE分别为0.72和0.52%。基于生长度日的植株氮浓度监测在一定程度上克服了光谱饱和现象,为冬小麦长势监测提供了理论和技术支持。     

小麦遥感估产研究进展与发展趋势

对国内外小麦遥感估产研究进行了全面的回顾,探讨了遥感技术在小麦种植面积提取、长势监测和模型构建上的应用,并提出了今后的研究方向和发展趋势.