利用卫星遥感估测冬小麦长势和赤霉病的研究

发布时间：2017-09-29 10:05

  本文关键词：利用卫星遥感估测冬小麦长势和赤霉病的研究

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【摘要】：在全球气候变暖、环境恶化的大环境下,冬小麦受病虫害胁迫的风险日益增大,其品质与产量受到严重影响。随着遥感技术的发展以及信息化时代的到来,利用多源遥感数据对小麦长势和病害进行信息提取和估测预报研究,将会逐渐取代传统农业估测,是新型农业向健康、绿色、可持续方向发展的要求,更是农业向现代化、信息化发展的要求。本文主要以卫星遥感技术在农作物生产中的应用为研究方向,以多源遥感数据、田间调查数据、地理数据为基础,围绕冬小麦长势和赤霉病病害估测而展开研究,主要研究结果为：1.利用我国国产卫星GF-1和HJ-1的影像,选取同时段同区域不同空间分辨率的影像进行融合,再生成空间分辨率分别为2m×2m、8m×8m和16m×16m的三种不同尺度多光谱影像,并通过融合影像质量评价、光谱特征值分析以及非监督分类的面积精度进行比较,研究得出16m×16m融合影像冬小麦种植面积的提取精度较理想,精度为96.73%。这说明,16m×16m空间分辨率遥感影像较为适合江苏省冬小麦种植的田块分布特征,有利于冬小麦种植面积遥感准确提取。2.通过综合分析冬小麦抽穗-扬花期叶面积指数、含氮量、叶绿素含量以及生物量等生长参数分别与不同植被指数的定量关系,构建及验证对应的遥感反演模型,实现运用HJ-CCD多光谱遥感数据对冬小麦抽穗-扬花期生长参数的定量反演。利用ArcGIS制作姜堰区生长参数等级分布遥感估测信息图,实现了“点状”信息到“面状”信息的快速转化,为农业相关部门提供信息决策支持。3.在泰兴、姜堰、兴化小麦抽穗-扬花期和卫星过境当天进行田间调查,采用对角线测定法对小麦进行取样,每市分别选取10个调查点,调查冬小麦叶面积指数、叶绿素含量、地上生物量、温度、相对湿度。同时在蜡熟期(收割前10天-15天)进行一次赤霉病病情调查。用蜡熟期的最终病情指数与冬小麦抽穗-扬花期的生长参数和气象因素建立赤霉病估测模型,并运用该模型和生长参数反演模型制作冬小麦赤霉病病情分级遥感估测信息图,可以直观清晰地反映病情信息,为农业决策提供依据。
【关键词】：冬小麦 多源遥感 长势 小麦赤霉病
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S512.1;S435.121.45;S127
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 遥感估测作物长势及病害的基本原理10-11
• 1.3 遥感估测作物长势研究进展11-13
• 1.4 遥感估测作物病虫害研究进展13-14
• 1.5 小麦赤霉病特征及研究进展14-17
• 1.5.1 小麦赤霉病高发、频发的原因15
• 1.5.2 小麦赤霉病的防治15-16
• 1.5.3 小麦赤霉病估测预报研究进展16-17
• 1.6 存在主要问题和未来发展方向17-18
• 1.7 研究内容和技术路线18-21
• 第二章 材料与方法21-25
• 2.1 研究区域简介21
• 2.2 遥感数据及预处理21-23
• 2.2.1 遥感影像获取21-22
• 2.2.2 遥感数据预处理22-23
• 2.3 地面试验23-25
• 2.3.1 农学参数获取23-24
• 2.3.2 小麦赤霉病病情指数测定24-25
• 第三章 冬小麦遥感识别与种植面积的提取25-35
• 3.1 数据与方法25-28
• 3.1.1 研究区域概况25-26
• 3.1.2 遥感数据26
• 3.1.3 影像预处理26-27
• 3.1.4 融合影像的客观评价指标27-28
• 3.2 结果与分析28-33
• 3.2.1 不同尺度融合影像质量评价28-30
• 3.2.2 遥感影像植被指数特征30-31
• 3.2.3 冬小麦种植面积提取比较31-33
• 3.3 本章小结33-35
• 第四章 冬小麦生长参数与遥感植被指数的特征关系35-45
• 4.1 数据与方法35-37
• 4.1.1 实验区概况35
• 4.1.2 数据获取35-36
• 4.1.3 研究方法36-37
• 4.2 结果与分析37-43
• 4.2.1 叶片叶绿素含量与不同植被指数间的特征关系37-38
• 4.2.2 叶面积指数与不同植被指数间的特征关系38-39
• 4.2.3 叶片含氮量与不同植被指数间的特征关系39-40
• 4.2.4 地上生物量与不同植被指数间的特征关系40-41
• 4.2.5 模型的验证与专题信息图制作41-43
• 4.3 本章小结43-45
• 第五章 冬小麦生长参数与气象因素结合的赤霉病遥感估测45-53
• 5.1 数据与方法46
• 5.2 结果与分析46-51
• 5.2.1 冬小麦抽穗-扬花期生长参数与赤霉病病情指数的关系47-48
• 5.2.2 冬小麦抽穗-扬花期气象因素与赤霉病病情指数的关系48-49
• 5.2.3 冬小麦赤霉病病害估测模型的建立及验证49-50
• 5.2.4 遥感估测区域冬小麦赤霉病病情信息图制作50-51
• 5.3 本章小结51-53
• 第六章 结论与展望53-57
• 6.1 主要结论53-54
• 6.2 创新点54-55
• 6.3 存在问题与展望55-57
• 参考文献57-65
• 作者简介65-66
• 致谢66

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本文编号：941377