蚜虫胁迫下两种栽培模式大豆生理指标及光谱特征分析

在垄三栽培和窄行密植栽培中,利用植物光谱仪测定受害叶片的光谱反射率变化。结果表明,大豆蚜虫危害程度可以在大豆叶片的光谱中得到响应,且近红外区比可见光区更明显。大豆植株受蚜虫危害后,其株高、SPAD、叶面积和地上部干重均有所下降。不同时期两种栽培模式下受大豆蚜虫危害的植株与正常植株相比,其株高和叶面积差异都达到了显著水平。SPAD值表现略有不同,垄三栽培模式下,受虫害植株与正常植株间差异显著;密植栽培模式下,正常植株的SPAD值极显著高于受虫害植株。地上部干物重在垄三栽培模式下,正常植株与虫害植株不存在显著差异;密植模式下,虫害植株干物重显著低于正常植株。     

小麦叠加叶片的叶绿素含量光谱反演研究

为了给田间冠层水平叶绿素含量高光谱反演研究提供参考,研究了小麦单层及叠加叶片不同波长光谱反射率及几种常用植被指数对叶绿素含量的响应特征。结果表明,可见光波段的绿光到红光波段范围内叶片光谱反射率与叶绿素含量存在良好的相关关系,其中在绿光反射峰550 nm附近和红边区域的705 nm附近反射率都可以用来预测叶绿素含量。红谷吸收表现为随叶绿素含量提高而蓝移的特征。常用植被指数NDVI在本研究中对小麦叶片的叶绿素含量的监测效果并不理想。SR705虽然与单层叶片叶绿素含量相关性较好,但是对叠加多层叶片的叶绿素含量反演效果不好。光谱参数中TCARI对单层叶片和不同叠加层数的叶片均有最好的预测能力,因此可以利用TCARI监测小麦叶绿素含量,进而用于评价其光合特性。     

水稻不同发育时期高光谱与叶绿素和类胡萝卜素的变化规律

通过大田和室内试验,测定了2个品种、3个供氮水平处理的水稻冠层、完全展开倒1叶、倒3叶和穗在不同发育时期的高光谱反射率及对应叶片和穗的叶绿素、类胡萝卜素含量。结果表明,不同供氮水平的水稻冠层和叶片光谱差异明显,冠层光谱反射率随发育期推迟,抽穗前在可见光范围逐渐降低、在近红外区域逐渐增大,抽穗后在可见光范围逐渐增大,在近红外区域逐渐降低;抽穗后,冠层、叶片和穗光谱的红边位置存在“蓝移”现象;叶片叶绿素、类胡萝卜素含量呈S形变化;高光谱植被指数R990/R553、R1200/R553、R750/R553、R553/R670、R800/R553、R800/R680、（R800-R680）/（R800+R680）［R为反射率,下标为对应波长值（nm)］和红边位置λred与叶绿素、类胡萝卜素含量之间存在极显著相关,说明能用它们来估算水稻冠层、叶片和穗的叶绿素、类胡萝卜素含量。     

镉胁迫下空心菜叶绿素质量分数的高光谱估算

为实现高光谱技术快速检测空心菜镉污染,探索性地对其叶绿素质量分数的变化情况进行了高光谱估算.采用盆栽试验检测了空心菜在6个不同的镉质量分数梯度0mg/kg(CK),0.5mg/kg(T1),1mg/kg(T2),5mg/kg(T3),10mg/kg(T4),20mg/kg(T5)下的叶片高光谱反射率及其叶绿素质量分数.根据不同镉质量分数处理下空心菜叶片高光谱反射率的变化,对光谱数据重采样,分析了叶绿素质量分数与光谱数据的相关性,筛选出不同质量分数镉处理情况下与叶绿素质量分数敏感的光谱波段及特征参数,并建立了预测叶绿素质量分数的估算模型.研究结果表明:1)随着镉质量分数的增加以及胁迫时间的延长,总叶绿素质量分数呈先增加后减少的趋势.15d,30d和45d的叶片光谱变化趋势相似,在绿峰和红外波段范围差异较明显.处理45d时,其差异比15d和30d时更显著;2)重采样后绿峰和红边范围的波段与叶绿素质量分数具有较好的相关性(p0.01),相关性最优的波段R540,R710为自变量与叶绿素质量分数拟合的R2值分别为0.747 7,0.713 5(p0.01),故选择其作为敏感波段;3)对12个光谱敏感参数、R540和R710与叶绿素质量分数进行相关分析、建模并反演,得出R540,R710,GPR和SGP对应的非线性倒数模型效果较优,可用于空心菜叶绿素质量分数的估算.研究结果可进一步为检测空心菜镉污染程度提供技术参考.     

基于高光谱的区域土壤质地预测模型建立与评价——以河套灌区解放闸灌域为例

为了运用光谱反射率快速确定土壤质地,对河套灌区6种不同类型土壤质地在室内进行光谱反射率测试,分别运用一元线性回归、逐步多元回归及BP神经网络三种方法建立光谱反射率与土壤砂粒含量及粉粒含量的拟合模型,并利用估测数据对样品进行土壤质地的模拟。结果显示:三种预测模型精度及其预测能力均较为满意,其中BP神经网络的拟合效果最好,砂粒,粉粒估测模型的决定系数R2均为0.86,外部检验决定系数R2分别为0.88,0.90。利用BP神经网络预测得出的粒径含量对样本质地重新判定,发现达到91.74%的样本符合类别分类要求。研究结果为利用高光谱图像大范围确定土壤质地奠定了基础,对于未来区域模型模拟和土壤水力参数推求具有重要指导意义和应用价值。     

一次飑线过程多普勒天气雷达资料分析

利用江苏省多部S波段多普勒天气雷达资料,对2012年5月16日江苏北部的一次飑线过程进行分析。结果表明,飑线发生前500 hPa东北冷涡南侧高空槽迅速南压,江苏北部槽后强冷平流与低空暖平流形成强烈的位势不稳定层结。飑线发生、发展直至消亡过程中共出现2条带状回波,一条是从徐州附近开始发展,另一条则是在连云港附近的海上开始发展,随后2条飑线合并而强烈发展。飑线中的强回波具有明显的超级单体风暴特征,存在悬挂回波和穹隆。径向速度分析表明,中层存在深厚的中尺度涡旋对,双涡之间可以吸入更多的空气,能有效地维持风暴内部的高速上升气流,使风暴能得到维持而不受环境风的干扰。垂直累积液态含水量(VIL)在连云港西南部160 km处冰雹发生时,由16日15:35的47.2 kg/m~2跃增至15:41的98.8 kg/m~2;而当VIL由62.5 kg/m~2剧减至10.2 kg/m~2时,连云港西南部约53 km处出现了大风,表明VIL的剧烈变化对冰雹和大风的发生具有指示作用。     

苏州一次EF3级龙卷的双偏振雷达特征分析

利用再分析资料、探空资料和双偏振雷达资料分析了2021年5月14日发生在江苏苏州的EF3级龙卷。研究发现,龙卷发生在江淮准静止锋南侧的暖区内,龙卷发生前苏州地区有较强的大气不稳定、较低的抬升凝结高度和较强的垂直风切变。龙卷风暴经过2次风暴合并进入成熟期,成熟的龙卷风暴具有典型超级单体的钩状回波和强中气旋特征,并伴有龙卷涡旋特征(TVS)。风暴合并产生的强垂直风切变导致风暴内降水分布存在明显的分界线,差分反射率(Z_DR)和差分传播相位常数(K_DP)大值中心发生分离。K_DP中心位于前侧下沉区(FFD),以数浓度较高的小雨滴降水为主;Z_DR中心位于前侧阵风锋(FFGF)附近,以大雨滴降水为主,大雨滴形成的弱冷池有利于龙卷的产生。     

压实与融化情景下表层积雪性质反演的可行性研究

探究积雪光谱反演不同情景下表层积雪性质,可为利用遥感反演技术和加快大面积监测积雪的物理特性提供更丰富的理论和实践参考.积雪的雪水当量与密度是积雪出流、产流的关键指标,对其研究对东北地区春季融雪产流及融雪型土壤侵蚀具有现实意义.选择东北地区自然降雪,通过人工模拟压实、融化试验,得到不同压实程度与不同融化时间的雪样.观测表...     

利用光谱反射率预测烤烟叶片烟碱含量

以ASD Field spee FR 2500光谱仪测定了不同生育期不同氮钾处理的烤烟叶片光谱反射率,通过光谱反射率、一阶导数光谱和光谱特征变量与烟碱含量的相关分析和逐步回归模型筛选出特征波长,并对回归模型的预测效果进行检验.结果表明,一阶导数光谱回归方程预测效果最好、光谱反射率回归方程次之、特征变量回归方程最差.筛选出光谱反射率特征波长为1792 nm、一阶导数光谱特征波长为810 nm.光谱反射率和一阶导数光谱在427～712、741～810、1382～1879、1905～1969、2067～2338 nm范围内与烟碱含量相关性强.本研究为采用高光谱技术预测烟叶烟碱含量提供了理论参考.     

利用MODIS数据反演植被指数的敏感性研究

根据Kaufman等提出的暗像元法,通过6S辐射传输模式,对MODIS的红光、蓝光、近红外通道辐射特性进行了敏感性实验.结果表明:三个通道的行星反射率对地表反射率都非常敏感,行星反射率随地表反射率的增加而增加.进一步提出了对地表反射率进行大气订正的思路,讨论了暗像元法确定地表反射率误差对大气气溶胶光学厚度反演结果的影响.最后计算分析了光学厚度反演误差对地表反射率大气订正传递误差的大小及其对NDVI、SAVI、ARVI和EVI 4种植被指数计算结果的影响.光学厚度误差对植被指数反演误差的影响以ARVI最为敏感,其误差范围与气溶胶光学厚度误差可达同一量级,两者呈负相关;NDVI与SAVI误差变化范围大致相近,与光学厚度误差均呈负相关.EVI受气溶胶光学厚度误差影响最小.