不同光谱植被指数反演冬小麦叶氮含量的敏感性研究
[Abstract]:[Objective] N is one of the most important nutrient elements in the process of crop growth and development, and the effective spectral index of the inversion of leaf nitrogen content is set up to provide an important basis for the application of high-spectral vegetation index to the inversion of crop leaf nitrogen content, as well as real-time monitoring and accurate diagnosis of crops. [Method] Taking winter wheat as an example, the data of the canopy spectrum and leaf nitrogen content of 225 groups covering the whole growth period of the winter wheat were selected, and the model was established by the remote sensing method. The effects of the central wavelength, the signal-to-noise ratio and the band width on the quantitative model were simulated. The optimal model and the best index were determined by the model accuracy evaluation index determination coefficient (R ~ 2), the root mean square error (RMSE), the mean absolute error (MAE), the mean relative error (MRE) and the significance test level (P0.01), and the sensitivity and the effectiveness of the spectral index to the inversion of the leaf nitrogen content quantitative model were analyzed. [Results] The best vegetation index for the inversion of the leaf nitrogen content of winter wheat is MTCI _ B, and the correlation with the measured leaf nitrogen content is the best (R ~ 2 = 0.7674, RMSE = 0.5511%, MAE = 0.4625%, MRE = 11.11%, and P 0.01), the corresponding best index is the center wavelength of 420 nm,508 nm and 405 nm, the band width is 1 nm, the signal-to-noise ratio is greater than 70 DB, the optimal index for the inversion of the high coverage condition is RVIinf r (R ~ 2 = 0.6739, RMSE = 0.2964%, MAE = 0.2851%, MRE = 6.44%, and P0.01), the optimal center wavelength is 826 nm and 760 nm; the optimal index for low coverage condition inversion is MTCI (R ~ 2 = 0.8252, RMSE = 0.4032%, MAE = 0.4408%, MRE = 12.22%, and P0.01) The RMSE is 0.37% (0.39%, MAE is about 0.285%, and the MRE is about 7.00%), which is obviously superior to that of single vegetation index (R ~ 2 is 0.79, 0.81, RMSE is 0.63%, 0.66%, MAE is about 0.455%, and MRE is about 10.90%). [Conclusion] Using the high-spectral vegetation index, the inversion of the crop leaf nitrogen content and the quantitative inversion of the leaf nitrogen content of the crop have a strong sensitivity to the central wavelength, the signal-to-noise ratio and the band width of different spectral targets. The multi-index joint inversion model can be used to significantly improve the inversion precision, and the joint inversion model has a certain universality under different high-spectral sensors.
【作者单位】: 中国科学院遥感与数字地球研究所;中国地质大学地球科学与资源学院;
【基金】:国家自然科学基金(41371359,41671362) 广西空间信息与测绘重点实验室开放基金(151400727) 高分辨率对地观测系统重大专项(30-Y30B13-9003-14/16,11-Y20A40-9002-15/17)
【分类号】:S512.11;S127
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,本文编号:2505137
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