基于高光谱遥感的农作物水分和养分胁迫探测

发布时间：2021-05-08 01:12

　　受到环境胁迫时,农作物的产量和品质会显著降低,其中水分胁迫和养分胁迫会严重制约农作物生长。监测作物水分状况对于实施精准灌溉,平衡农作物生产与供水的可持续农业至关重要。在我国农业生产中,肥料的利用效率低,过量施肥会增加种植成本且严重破坏自然生态环境,实时精准的监测作物养分状况对增加作物产量和提高肥料利用效率十分重要。基于高光谱遥感的农作物水分和养分胁迫探测的研究为现代精准农业提供科学的技术支撑。本文以冬小麦为研究对象进行水分胁迫研究,在2015-2016与2016-2017开展了两年水分胁迫盆栽实验。利用冬小麦整个生育期和重要生育期（返青、拔节、孕穗和开花期）的冠层高光谱信息和相对水分含量数据,建立了基于整个生育期和不同生育期的冬小麦水分监测模型,并探讨下层阴影叶片对监测模型的影响。本文以冬油菜为研究对象进行养分胁迫研究,在2013-2019年间共开展了13个氮肥、磷肥和钾肥梯度田间试验。综合利用多年采集的冬油菜冠层高光谱数据并结合生理生化数据,进行了基于高光谱数据的冬油菜养分诊断研究。主要结果如下:（1）建立了冬小麦水分胁迫监测模型。利用高光谱成像光谱仪获取的冬小麦冠层高光谱图像,计算... 

【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 作物水胁迫诊断的研究现状
    1.3 作物氮、磷、钾养分诊断的研究现状
    1.4 研究内容
        1.4.1 基于冠层高光谱的冬小麦水分胁迫研究
        1.4.2 基于冠层高光谱的冬油菜养分胁迫研究
    1.5 技术路线
第二章 基于高光谱遥感的冬小麦水分状况估测
    2.1 前言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验设计与方法
        2.2.2 数据采集
        2.2.3 数据处理与分析
    2.3 结果与分析
        2.3.1 水分胁迫水平下冬小麦冠层反射光谱变化特征
        2.3.2 冬小麦冠层光谱指数与相对含水量的关系
        2.3.3 冬小麦不同生育期冠层光谱指数与相对含水量的关系
    2.4 讨论
    2.5 小结
第三章 阴影对PRI监测冬小麦水分胁迫水平的影响的研究
    3.1 前言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验设计与方法(同2.2.1,具体内容见其阐述)
        3.2.2 数据采集(同2.2.2,具体内容见其阐述)
        3.2.3 数据处理与分析
    3.3 结果与分析
        3.3.1 光照叶片和阴影叶片的光谱反射率
        3.3.2 阴影叶片对于PRI监测冬小麦RWC的影响
    3.4 讨论
    3.5 小结
第四章 基于冠层高光谱的冬油菜氮、磷、钾养分亏缺诊断研究
    4.1 前言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 实验设计与方法
        4.2.2 数据采集
        4.2.3 数据处理与分析
    4.3 结果与分析
        4.3.1 不同氮、磷、钾养分梯度下的冬油菜冠层光谱反射率
        4.3.2 基于随机森林的冬油菜氮、磷、钾养分监测重要波段确定
        4.3.3 构成新的概率特征
        4.3.4 冬油菜氮、磷、钾养分亏缺诊断建模与验证
    4.4 讨论
        4.4.1 波段选择与已知波段特征的一致性
        4.4.2 利用集成模型诊断养分亏缺的讨论
    4.5 小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 论文特色与创新点
    5.3 展望
参考文献
攻读硕士学位期间成果
致谢



本文编号：3174386