棉花高光谱及其红边特征(I)

通过大田和室内试验,测定了2个品种的棉花冠层、完全展开倒1、3叶在不同时期的高光谱反射率及对应叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量。结果表明:随发育期推移,棉花冠层光谱反射率在可见光范围降低,在近红外区域增高;叶片背面光谱反射率略高于正面,透射率小于反射率;叶面积指数、鲜叶重和干叶重与冠层反射光谱变量ρ800 ρ550、ρ800 ρ680、ρ680 ρ570之间存在显著相关;叶片叶绿素和类胡萝卜素浓度与其反射光谱变量ρ680 ρ570、ρ673 ρ640、ρ680 ρ550、PSSRa、PSNDa、RCh之间也呈显著相关。     

水稻冠层垂直反射率模拟

利用1999年和2000年实测的晚稻冠层结构参数(叶面积指数、叶倾角、叶长、叶宽等)和叶片生物化学组分含量(叶绿素、蛋白质、纤维素、水等)实测数据,结合椭圆分布函数模型、PROSPECT模型和FCR模型,模拟水稻冠层垂直反射率,模拟值与实测值的相关系数大于0.98,均方根差RMSE小于0.05,从而建立了冠层结构参数、叶片生物化学组成等农     

棉花高光谱及其红边特征(Ⅱ)

通过大田和室内试验,测定了2个棉花品种的冠层、完全展开倒1、3叶在不同时期的高光谱反射率及对应叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量。结果表明:棉花冠层光谱红边具有“双峰”和“红边平台”现象,且红边位置λ_(red)位于695～720nm之间,红边幅值Dλ_(red)和红边面积S_(red)有“红移”和“蓝移”现象;叶面积指数、鲜叶重和干叶重与冠层光谱红边参数λ_(red)、Dλ(red)、S_(red)之间存在显著相关,叶片叶绿素和类胡萝卜素含量与其反射光谱的λ_(red)、Dλ(red)、S_(red)也有显著相关。     

以光谱反射曲线评估染色单板的耐光性

以杨木和桦木单板为试材,引入光谱反射曲线研究了室内自然光环境下染色单板的光变色过程,分析了树种、漂白处理、染料种类及浓度对染色单板耐光性的影响。结果表明,光辐射后染色单板K/S曲线呈下降趋势,光谱反射率曲线向黄光方向移动,染色单板发生黄化。漂白处理加速了染色单板的光变色。染料品种对染色单板耐光性影响显著,酸性蓝染色单板的光谱反射率曲线变化明显,而酸性大红的变化不大。利用光谱反射曲线可快速直观地评估染色单板耐光性的优劣。     

冷锋云系的多普勒雷达反射率因子特征总结

[目的]总结冷锋云系的多普勒雷达反射率因子特征。[方法]从反射率因子特征上来研究冷锋云系,利用2002～2007年哈尔滨新一代天气雷达资料,总结了冷锋云系的反射率因子特征。[结果]冷锋所产生的云总体上说呈带状,但其间云体有间隙,且强度分布不均匀;多数移动快的冷锋为长而窄的回波带,移动缓慢的冷锋或弱冷锋,则呈宽广的片状或片絮状回波;面积大的冷锋云系通过测站基本都可以分析出径向速度由西北风转为西南风;随着月份的不同,反射率因子特征也有很大的变化。在冬季,冷锋云表现为层状云,反射率因子特征非常弱,一般面积较大,呈片状,但结构松散,回波间有间隙,其中夹杂着几块比较强的回波;在冷锋两侧易产生强度大的对流单体回波,一般会随着整体云带移动,移速、移向基本一致;干冷锋移过时,易局地产生强对流,以对流云为主,回波面积较小,一般从径向速度图中分析不出风向转变,但单体的强度特征明显,一般有＂三体散射＂、＂旁瓣＂、＂弱回波区＂特征,具有超级单体的特征。[结论]该研究为多普勒雷达在黑龙江省监测灾害天气的应用上起到了积极作用。     

玉米高光谱及其红边特征分析

通过大田和室内试验,测定了玉米冠层、完全展开倒一、三叶在不同发育期的反射光谱及叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量。结果表明,随发育期推迟,冠层反射率在可见光范围内降低,在近红外区域增高;冠层光谱的红边具有“双峰”现象,红边位置λrad随发育期推迟呈“红移”现象,而红边幅值Dλred和红边面积Sred“红移”和“蓝移”现象;叶面积指数、地上生物量和鲜叶重与冠层λred、Dλred、Sred显著相关,叶片叶绿素和类胡萝卜素含量与其λred、Dλred、Sred也显著相关。     

大豆叶面积的高光谱模型

以ASD FieldSpec-Vnir光谱仪实测不同生长季大豆的冠层反射率,同期采集对应大豆LAI,然后逐波段分析冠层光谱反射率、导数光谱与大豆LAI的相关关系;并采用单变量线性回归逐波段分析了冠层光谱反射率、导数光谱与大豆LAI确定性系数随波长的变化趋势,建立了以近红外与可见光波段冠层光谱反射率的比值植被指数RVI与大豆LAI的高光谱遥感估算模型。结果表明,冠层光谱反射率在350￣680nm、760￣1050nm波谱区与大豆LAI相关性较大,而在红边区680￣760nm的相关性变化较大;导数光谱在红边区与大豆LAI相关程度高。通RVI方式建立的遥感估算模型能较为准确估算大豆LAI,通过对红外与蓝波段建立的RVI指数与大豆LAI的回归模型,表明其预测大豆LAI的能力较好,有进一步研究的必要;通过对比发现,神经网络模型可以大大提升高光谱反演大豆LAI的水平,模型的确定系数R2为0.9661,而总均方根误差RMSE仅为0.446m2.m-2。     

棉花叶面积指数冠层反射率光谱响应及其反演

【目的】研究棉花冠层光谱对不同叶面积指数（LAI）的响应，建立棉花LAI光谱反演模型。【方法】利用2003～2004年采集的棉花光谱与LAI的246组数据，分析LAI与冠层反射率光谱和反射率一阶微分光谱间的定量关系。【结果】当LAI大于2.5后不同LAI棉花群体光谱反射率在可见光波段趋于饱和；LAI与可见光波段和短波红外波段（水分吸收带除外）光谱反射率呈显著负相关，与近红外波段高光谱反射率呈显著正相关；LAI与棉花反射率一阶微分光谱主要在蓝边（523～531 nm）、黄边（570～576 nm）、红边（700～755 nm）形成3个相关系数高台区，均达极显著水平，其中红边区的相关性最高。棉花红边位置固定，分别在718 nm和723 nm，且以 723 nm处对LAI更敏感。在反演棉花LAI的高光谱参数中VI (660、800)、VI (550、800)、VI (500、800)、VI (670、800)、Sdy (570～573 nm)、SDr (714～755 nm)、D723、Dr 估算LAI相对误差低于30%，RSME小于0.6，其中VI (600、800)、VI(550、800)两个参数估算水平最高，相对误差分别为21.7%与21.0%，RMSE分别为0.416与0.419；利用SDr与SDr/SDb分别对LAI大于1.0 与小于1.0 的棉花群体反演，能显著提高LAI的估算水平。【结论】应用高光谱分析方法能够提取棉花冠层特征光谱信息，构建LAI高光谱反演参数，建立估算模型，并且利用包含不同光谱参数的分段模型可以进一步提高LAI反演精度。     

玉米苗期冠层多光谱反射率反演与叶绿素含量诊断

为了探索玉米苗期叶片叶绿素含量指标的快速、非破坏性估测方法,该文运用多光谱图像技术对大田玉米苗期叶绿素含量指标进行快速无损的诊断研究。大田试验中,采用2-CCD多光谱图像采集系统获取大田玉米苗期的冠层多光谱图像,并同步采集漫反射灰度板的多光谱图像。为消除光照对图像采集质量的影响,准确将不同光照条件下的玉米冠层图像数据转换为其叶面反射率数据,标定试验中采用一块4个不同灰度级的满足朗伯面条件漫反射灰度板,建立了叶片光谱反射率同图像灰度值之间的线性反演公式,并与大田试验中漫反射灰度板的多光谱图像建立了玉米冠层图像灰度值的校正公式。对玉米苗期冠层多光谱图像进行处理,提取出玉米冠层B、G、R、NIR(中心波长分别为470,550,620,800 nm)4个波段归一化平均灰度值。通过灰度值的校正公式得到校正后的归一化平均灰度值,由线性公式反演出R、G、B、NIR 4个波段的平均反射率值,并计算4种常见光谱植被指数(RNDVI、RNDGI、RRVI和RDVI),采用最小二乘-支持向量回归(LS-SVR)建立植被指数同叶绿素含量指标的拟合模型。结果表明:植被指数RNDVI、RRVI和RDVI和玉米冠层叶绿素含量指标拟合验证集决定系数R2为0.56,达到了较为理想的拟合结果。证明通过漫反射灰度板对玉米冠层多光谱图像建立反射率反演校正模型的方法是可行的,这一方法为快速无损检测玉米苗期叶绿素含量指标提供了支持。     

枸杞病虫害遥感近地高光谱特征研究

在中宁县规模化枸杞种植区,通过遥感近地高光谱技术,利用光谱辐射仪,对处于盛果期的健康枸 杞冠层和感染了木虱、瘿螨、负泥虫、白粉病的染病枸杞冠层进行光谱特征测定。根据光谱反射率测定结果,分 析枸杞冠层染病前后的光谱特征及变化规律,筛选枸杞病虫害遥感识别最佳波谱范围及优化组合,得出红边波 段（680~760 nm）为枸杞病虫害识别的最敏感波段。基于高光谱变量特征参数和敏感波段光谱反射率参数的计 算,研究其与病情指数间的关系,构建枸杞病情指数反演模型,得出以参数R760/R700 为变量的模型为枸杞病情指 数反演的最佳模型。