不同遥感植被指数组合模式监测小麦主要苗情参数研究

发布时间：2018-12-16 13:59

【摘要】：近年来,遥感以其快速、无损、大面积等特点,被越来越多的应用于小麦长势监测、产量以及籽粒品质的预测研究中。为了进一步提升遥感监测小麦长势模型的可靠性,提高模型精度。本研究选取江苏中部部分县市地区为试验地,获取小麦的拔节期、孕穗期以及开花期的SPAD、LAI、叶片含氮量和生物量等主要苗情参数。并同步获取环境星IIJ-1A/1B遥感数据提取分析常用遥感植被指数并进行组合分析,与主要苗情参数进行相关分析并且建立模型,然后进行模型评价,并与单遥感植被指数监测模型进行对比,以此探究使用遥感植被指数组合模型监测主要苗情参数的可行性。(1)首先分析了关键生育期小麦主要苗情参数与遥感植被指数与其差值组合之间的相关性,表明关键生育期SPAD、LAI、叶片含氮量和生物量与遥感植被指数及其差值组合之间存在较好的相关性。其中拔节期用NDVI-GNDVI组合、SIPI-EVI组合和NDVI-SIPI组合来分别监测SPAD、叶片含氮量和生物量是可行的,并且相比单个遥感植被指数监测模型,R2均有显著提升,RMSE由5.56、0.37、425.78降低到4.78、0.30、347.14,模型精度分别提高了14%、18.9%以及18.5%。孕穗期用NDVI-GNDVI组合、NRI-RVI组合、PSRI-DVI组合和NDVI-PSRI组合来分别监测SPAD、LAI、叶片含氮量和生物量相比单个遥感植被指数的监测模型,RMSE分别由2.45、0.55、0.22、降为2.07、0.49和0.18,模型精度分别提高了15.5%、10.9%以及18.2%,其中生物量的RMSE略微提高,但相关性大大提升。开花期使用NDVI-GNDVI组合、NDVI-GNDVI组合以及NDVI-PSRI组合来分别监测SPAD、LAI和生物量是可行的,比起单个遥感植被指数监测模型R2均有显著提升,RMSE由4.70、1.36、2062.11降到4.09、1.19、1884.11,模型精度分别提高了13%、12.5%和8.6%。(2)经过对关键生育期小麦主要苗情参数与遥感植被指数与其比值组合之间的相关性分析,得出关键生育期SPAD、LAI、叶片含氮量和生物量与遥感植被指数及其比值组合之间存在较好的相关性。其中拔节期用NDVI/GNDVI组合、NDVI/GNDVI组合、SIPI/EVI组合和NDVI/SIPI组合来分别监测SPAD、LAI、生物量和叶片含氮量是可行的,比起单遥感植被指数的监测模型,RMSE从5.56、0.84、425.78降低到4.40、0.73和416.21,模型精度分别提高了20.9%、13.1%以及2.2%,叶片含氮量模型在相关性显著提高的同时RMSE有小幅下降。孕穗期可以用NDVI/GNDVI组合、SIPI/RVI组合、GNDVI/DVI组合和NDVI/GNDVI组合来分别监测SPAD、LAI、叶片含氮量和生物量,相比单个遥感植被指数的监测模型,RMSE分别由2.45、0.55、0.22降为2.08、0.48和0.16,模型精度分别提高了15.1%、12.7%和27.3%,生物量的RMSE略微增大,但相关性大大提升,精度还是比较理想。开花期使用NDVI/DVI组合、NDVI/SIPI组合和(NDVI/DVI组合来分别监测SPAD、 LAI口生物量比起单个遥感植被指数监测模型R2提升明显,RMSE由4.70、1.36、2062.11降到3.85、1.08、1847.75,模型精度分别提高了18.1%、20.6%以及10.4%。(3)最后分析研究了关键生育期小麦主要苗情参数与遥感植被指数和其归一化组合之间的相关性,表明关键生育期LAI、SPAD.叶片含氮量和生物量与遥感植被指数以及归一化组合之间存在较好的相关性。其中拔节期用(NDVI-GNDVI)/(NDVI+GNDVI)、(NDVI-GNDVI)/(NDVI+GNDVI). (SIPI-EVI)/(SIPI+EVI)组合和(NDVI-SIPI)/(NDVI+SIPI)组合来分别监测SPAD、LAI、叶片含氮量和生物量是可行的,并且相比单个遥感植被指数监测模型,R2都有所提升,RMSE从5.56、0.84、0.37、425.78降低到5.10、0.71、0.34和399.95,精度分别提高了8.3%、15.5%、8.1%和6.1%。孕穗期可以用(NDVI-GNDVI)/(NDVI+GNDVI)组合、(SIPI-RVI)/(SIPI+RVI)组合以及(NDVI-GNDVI)/(NDVI+GNDVI)组合来分别监测SPAD、LAI和生物量,并且相比单个遥感植被指数的监测模型,IMSE分别由2.45、0.55,降为2.27和0.44,模型精度分别提高了7.3%和20%,生物量的R2大大提高,同时RMSE也有小幅度提升,仍旧在理想范围内。开花期使用归一化组合(NDVI-GNDVI)/(NDVI+GNDVI)和(SIPI-RVI)/(SIPI+RVI)以及(NDVI-GNDVI)/(NDVI+GNDVI)组合来分别监测SPAD、LAI和生物量比起单个遥感植被指数监测模型,RMSE由4.70、1.36、2062.11降到4.35、1.30、1730.07,模型分别提高了7.4%、4.4%和16.1%。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S512.1;S127

【参考文献】