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第20卷第4期2004年7月农业工程学报Tr ansactions of the CSAE V ol.20 N o.4July 2004TM 影像中基于光谱特征的棉花识别模型曹卫彬1,杨邦杰2※,宋金鹏1(1.石河子大学机械电气工程学院,新疆石河子832003; 2.中国农业工程研究设计院,北京100026)摘 要:为快速、准确地在遥感图像上从各种农作物中识别提取棉花作物的信息,满足大尺度、运行化棉花遥感监测系统的要求。
作者在试验区的棉花主要生长期里,同期进行了棉花与其它主要农作物的地面光谱测量并采集了同期的Landsa t T M 图像。
通过对各时期棉花及主要农作物的地面测量光谱与TM 图像光谱特征的差异性及规律性分析,确定了试验区棉花遥感识别的最佳时相期为9月中下旬,研究开发了基于光谱特征的棉花识别模型。
经数学分析与实际应用验证,该模型简单、操作方便并且识别的准确度较高,适用于大尺度的“新疆棉花遥感监测运行系统”。
关键词:T M 图像;棉花识别模型;光谱特征;遥感中图分类号:S127;T P391.41 文献标识码:A 文章编号:1002-6819(2004)04-0112-05收稿日期:2004-03-17 修订日期:2004-06-14基金项目:农业部“全国棉花遥感监测运行系统”项目资助作者简介:曹卫彬,工学博士,教授,副院长,新疆石河子市北四路 石河子大学机械电气工程学院,832003。
Email :w bc 828@ 通讯作者:杨邦杰,工学博士,研究员,副院长,总工程师,北京市朝阳区麦子店街41号 中国农业工程研究设计院,100026。
Email:bjyang @agri .gov .cn 0 引 言在遥感图像上利用光谱特征进行地物识别是一种普遍而有效的方法。
美国耶鲁大学的Prasad S .Thenkabail 探索建立高光谱最佳窄波段来识别小麦、大麦、鹰嘴豆、小扁豆、野豌豆与孜然芹6种农作物并提高了识别率,由原来的6个最佳窄波段的73%的识别率提高到84%。
干旱区基于高光谱的棉花遥感估产研究白丽;王进;蒋桂英;杨朋;孙蜀江【期刊名称】《中国农业科学》【年(卷),期】2008(041)008【摘要】[目的]揭示棉花产量与冠层光谱植被指数相关关系,建立棉花高光谱估算模型,促进高光谱技术在棉花长势监测和估产中应用.[方法]结合棉花生长发育规律,对棉花各时期冠层进行高光谱反射率测定,根据光谱曲线特征构建高光谱植被指数,基于棉花盛蕾期至吐絮后期7次地面光谱和产量测定,对光谱反射率与产量进行统计分析.[结果]各生育期可见光波段、近红外波段及短波红外波段光谱反射率与产量间分别达显著负相关、显著正相关与显著负相关水平.根据棉花冠层光谱波形特征,利用植被红边波段560 tim反射峰、670 nm吸收谷、近红外波段890 nm反射峰、980 nm和1 210 nm两个弱水汽吸收谷,短波红外1 650 nm和2 200 nm 反射峰,设计归一化差值光谱指数,并与棉花产量进行相关分析,利用上述波段组合定义的归一化差值光谱指数与产量在各生育期均达显著或极显著相关,而VARI-700抗大气植被指数在各生育期均达极显著相关.[结论]以VARI-700抗大气植被指数建立各生育期的产量预报模型,为实现棉花营养生长期长势监测与产量预报提供依据.【总页数】7页(P2499-2505)【作者】白丽;王进;蒋桂英;杨朋;孙蜀江【作者单位】石河子大学农学院,新疆石河子,832003;乌兰乌苏农业气象试验站,新疆石河子,832003;石河子大学农学院,新疆石河子,832003;石河子大学农学院,新疆石河子,832003;石河子大学农学院,新疆石河子,832003【正文语种】中文【中图分类】S5【相关文献】1.苜蓿人工草地高光谱遥感估产模型的研究 [J], 吕小东;王建光;孙启忠;姚贵平;高凤芹2.基于植被指数的新疆棉花遥感估产模型研究 [J], 刘姣娣;曹卫彬;李华;唐湘玲;欧阳异能3.基于高光谱的中国干旱区棉花遥感估产 [J], 庄丽;王进;白丽;蒋桂英;孙蜀江;杨鹏;王绍明4.干旱区运用遥感技术对棉花进行估产的研究综述 [J], 王进;杨明凤;朱惠芝;白书军;;;;5.氮素和小麦条锈病胁迫下小麦高光谱遥感估产模型研究 [J], 张玉萍;马占鸿因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
棉花主要栽培生理参数的高光谱估测研究王登伟;李少昆;田庆玖;黄春燕;曹连莆;肖春华;马亚琴;杨新军【期刊名称】《中国农业科学》【年(卷),期】2003(036)007【摘要】应用地物光谱仪获取近地高光谱遥感数据,用高光谱技术提取和估计棉花主要栽培生理参数.结果表明,棉花叶片具有绿色植物典型的反射光谱曲线特征;早衰的棉花反射光谱红谷区谷低变浅,最小波段光谱反射率Ro及数值积分面积SRo增大,与叶片光合速率呈显著负相关.经逐步回归分析,确定的一阶微分光谱值与棉叶叶绿素浓度的最大相关系数是0.7344**(n=21),发生在750nm波段处;群体叶面积指数(LAI)与归一化差值植被指数(ND-VI)呈很好的对数相关关系;红边、蓝边、黄边每边的积分面积积累了多波段信息,在估测棉花冠层叶片全氮含量中有较大的应用潜力.研究建立了棉花主要栽培生理参数叶绿素含量、LAI和冠层叶片全氮含量等的遥感估测统计模型.【总页数】5页(P770-774)【作者】王登伟;李少昆;田庆玖;黄春燕;曹连莆;肖春华;马亚琴;杨新军【作者单位】石河子大学新疆作物高产研究中心/新疆兵团绿州生态农业重点实验室,石河子,832003;石河子大学新疆作物高产研究中心/新疆兵团绿州生态农业重点实验室,石河子,832003;中国农业科学院作物育种栽培研究所/;南京大学国际地球系统科学研究所,南京,210093;石河子大学新疆作物高产研究中心/新疆兵团绿州生态农业重点实验室,石河子,832003;石河子大学新疆作物高产研究中心/新疆兵团绿州生态农业重点实验室,石河子,832003;石河子大学新疆作物高产研究中心/新疆兵团绿州生态农业重点实验室,石河子,832003;石河子大学新疆作物高产研究中心/新疆兵团绿州生态农业重点实验室,石河子,832003;石河子大学新疆作物高产研究中心/新疆兵团绿州生态农业重点实验室,石河子,832003【正文语种】中文【中图分类】S561【相关文献】1.小麦叶层氮含量估测的最佳高光谱参数研究 [J], 姚霞;朱艳;田永超;冯伟;曹卫星2.病害胁迫下棉花叶片色素含量高光谱遥感估测研究 [J], 陈兵;李少昆;王克如;王方永;肖春华;潘文超3.基于高光谱特征参数荒漠草原生物量估测研究 [J], 殷晓飞;王春光;王海超;张文霞;宗哲英;张海军4.西双版纳普洱茶叶片生化参数高光谱估测模型研究 [J], 谢福明;舒清态;字李;吴荣5.水分胁迫下棉花冠层叶片氮素状况的高光谱估测研究 [J], 马亚琴;包安明;王登伟;孙莉;黄春燕;冯宪伟;肖春华;杨新军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
棉花冠层高光谱指数与叶片氮积累量的定量关系随着农业技术的发展和精细化管理的提升，对于棉花的生长和品质要求也越来越高。
而棉花的生长过程中，氮素是非常重要的营养元素之一，它对棉花的生长发育和产量品质有着重要的影响。
因此，探究棉花叶片氮积累量与高光谱指数之间的定量关系具有重要的理论和实际意义。
一、研究背景棉花作为我国的重要经济作物之一，其产量和品质一直是关注的重点。
而农业精细化管理的提升，对于棉花的生长和品质要求也越来越高。
叶片氮素含量是衡量棉花营养水平的重要指标之一，它对棉花的生长发育和产量品质有着重要的影响。
而高光谱技术是一种能够获取作物光谱信息的重要手段，其能够反映作物的生长状态、生理代谢和营养状况等信息。
因此，探究棉花叶片氮积累量与高光谱指数之间的定量关系，具有重要的理论和实际意义。
二、研究方法本次研究采用的是高光谱技术和叶片氮素含量检测方法相结合的方法。
首先，利用高光谱仪对棉花冠层进行高光谱扫描，得到棉花冠层的高光谱数据。
然后，通过分析高光谱数据，得到棉花冠层的高光谱指数，包括NDVI指数、RVI指数、EVI指数等。
最后，采集棉花叶片样本，使用Kjeldahl法检测叶片中的氮素含量，并将其与冠层高光谱指数进行比对和分析，探究其定量关系。
三、研究结果通过对棉花冠层高光谱指数和叶片氮素含量的检测和分析，得到以下结果：1.棉花冠层高光谱指数与叶片氮素含量呈现显著的正相关关系。
在本次研究中，NDVI指数与叶片氮素含量的相关系数达到了0.83，RVI指数与叶片氮素含量的相关系数达到了0.80，EVI指数与叶片氮素含量的相关系数达到了0.81。
说明棉花冠层高光谱指数能够较好地反映棉花叶片氮素含量的变化情况。
2.不同生育期的棉花冠层高光谱指数与叶片氮素含量之间的相关性存在差异。
在棉花生长的不同阶段，冠层高光谱指数与叶片氮素含量之间的相关性也会发生变化。
在生长初期，NDVI指数与叶片氮素含量的相关系数较高，而在生长中期和后期，RVI指数和EVI指数与叶片氮素含量的相关系数较高。
基于棉花冠层FPAR的LAI和地上鲜生物量估算研究王登伟;赵鹏举;黄春燕;马勤建;李庆国;孙超【期刊名称】《西北农林科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2009(037)003【摘要】[目的]研究棉花生育期冠层光合有效辐射截获量(FPAR)与其叶面积指数(LAD和地上鲜生物量的相关关系,建立FPAR对LAI和地卜鲜生物量的估算模型,探讨获取LAI和地上鲜生物量的新方法,为动态监测棉花的生长状况提供科学依据.[方法]利用线性光量子传感器,测试新陆早19号和新陆早13号2个棉花品种4种配置种植方式下,冠层在6个关键生育期的光合有效辐射数据.获取FPAR,并同步实测棉花冠层LAI和地上鲜生物量,建立FPAR与LAI和地上鲜生物量的相关方程,同时比较LAI和地上鲜生物量的估测值与实测值的差异.[结果]2个棉花品种的FPAR随生育进程呈现类似变化规律:在盛蕾期至开花期迅速增加,于花铃期或盛铃期达最大值,随后逐渐下降;棉花FPAR与LAI和地上鲜生物量均达到极显著正相关关系,其中均以幂指数相关关系为最佳(RFPAR-LAI=0.851**,RFPAR-地上鲜生物量=0.7469**,n=80);用FPAR分别估算的LAI和地上鲜生物量.与其实测值的相关关系均达到1%极显著正相关(R实测LAI-估算LAI=0.818 0**,R实测地上鲜生物量-估算地上鲜生物量=0.739 6**,n=80).[结论]棉花FPAR对LAI的估算精度较其对地卜鲜生物量的高,表明利用棉花冠层FPAR可以简单、快捷、非破坏性地估测棉花的LAI和地上鲜生物量.【总页数】5页(P114-118)【作者】王登伟;赵鹏举;黄春燕;马勤建;李庆国;孙超【作者单位】石河子大学,新疆兵团绿洲生态农业重点实验室/农学院,新疆,石河子,832003;石河子大学,新疆兵团绿洲生态农业重点实验室/农学院,新疆,石河子,832003;石河子大学,新疆兵团绿洲生态农业重点实验室/农学院,新疆,石河子,832003;石河子大学,新疆兵团绿洲生态农业重点实验室/农学院,新疆,石河子,832003;石河子大学,新疆兵团绿洲生态农业重点实验室/农学院,新疆,石河子,832003;石河子大学,新疆兵团绿洲生态农业重点实验室/农学院,新疆,石河子,832003【正文语种】中文【中图分类】S562.059【相关文献】1.棉花冠层光合有效辐射参数与地上部各组分鲜生物量的相关分析 [J], 黄春燕;陶玲;王登伟;李红丽;蔡丽娜2.棉花高光谱植被指数与LAI和地上鲜生物量的相关关系研究 [J], 王登伟;黄春燕;马勤建;赵鹏举;郑学勤3.棉花地上鲜生物量的高光谱估算模型研究 [J], 黄春燕;王登伟;曹连莆;张煜星;任丽彤;程诚4.基于高光谱数据的棉花冠层FPAR和LAI的估算研究 [J], 赵鹏举;王登伟;黄春燕;马勤建5.棉花高光谱植被指数与LAI和地上鲜生物量的相关分析 [J], 王登伟;黄春燕;马勤建;赵鹏举;郑学勤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
