| 基于无人机热红外遥感的玉米地土壤含水率诊断方法 |
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| 引用本文： | 张智韬,许崇豪,谭丞轩,李宇,宁纪锋. 基于无人机热红外遥感的玉米地土壤含水率诊断方法[J]. 农业机械学报, 2020, 51(3): 180-190 |
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| 作者姓名： | 张智韬 许崇豪 谭丞轩 李宇 宁纪锋 |
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| 作者单位： | 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室,陕西杨凌712100;西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学信息工程学院,陕西杨凌712100 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划项目（2017YFC0403203、2017YFC0403302）和陕西省自然科学基础研究计划项目（2019JM-066） |
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| 摘 要： | 为使热红外遥感诊断土壤含水率更加准确、高效,以不同水分处理的大田玉米为研究对象,借助无人机可见光图像,对热红外图像进行植土分离,并提取玉米冠层温度和地表土壤温度。通过剔除温度直方图两端1%的温度像元对温度信息进行优化,进而计算作物水分胁迫指数(Crop water stress index,CWSI)、冠层相对温差(Canopy relative temperature difference,CRTD)、地表相对温差(Surface relative temperature difference,SRTD),利用三者之和求得水分-温度综合指数(Water-temperature composite index,WTCI),并用于诊断不同深度的土壤含水率。结果表明,剔除温度直方图两端1%温度像元的玉米冠层温度与实测冠层温度的相关性更高(4次试验的R2由0. 823、0. 886、0. 899、0. 876提高至0. 906、0. 938、0. 944、0. 922),剔除温度直方图前端1%温度像元的地表土壤温度与实测地表温度的相关性也更高(2次试验的R2由0. 841、0. 875提高至0. 908、0. 925),即通过直方图法优化的温度更接近实测温度;在拔节前期,CWSI、WTCI诊断0～20 cm土壤含水率效果较优,而拔节后期、抽雄吐丝期、乳熟期诊断0～40 cm土壤含水率效果较优;在半覆盖条件下,包含冠层温度信息(CWSI、CRTD)和土壤温度信息(SRTD)的WTCI1与土壤含水率的相关性更高(0～40 cm:决定系数为0. 500、0. 821,高于0. 463、0. 748);在全覆盖状态下,包含冠层相对温差(CRTD)的WTCI2与土壤含水率的相关性更高(0～40 cm:决定系数为0. 809、0. 729,高于0. 721、0. 656),表明WTCI是诊断土壤含水率效果较优的指标。
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| 关 键 词： | 玉米 土壤含水率 热红外遥感 冠层温度 作物水分胁迫指数 水分-温度综合指数 |
| 收稿时间： | 2019-07-18 |
Diagnosing Method of Soil Moisture Content in Corn Field Based on Thermal Infrared Remote Sensing of UAV |
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| ZHANG Zhitao,XU Chonghao,TAN Chengxuan,LI Yu and NING Jifeng. Diagnosing Method of Soil Moisture Content in Corn Field Based on Thermal Infrared Remote Sensing of UAV[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2020, 51(3): 180-190 |
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| Authors: | ZHANG Zhitao XU Chonghao TAN Chengxuan LI Yu NING Jifeng |
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| Affiliation: | Northwest A&F University,Northwest A&F University,Northwest A&F University,Northwest A&F University and Northwest A&F University |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | corn soil moisture content thermal infrared remote sensing canopy temperature crop water stress index water-temperature composite index |
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