玉米叶片重金属铜污染的ED-T-DSGA光谱分析模型
本文选题:盆栽玉米 + 铜胁迫 ; 参考:《农业机械学报》2017年04期
【摘要】:监测农作物的重金属污染和污染程度是高光谱遥感研究的一个热点。通过盆栽玉米的不同Cu~(2+)胁迫梯度实验,在测定玉米叶片光谱和Cu~(2+)含量的基础上,针对不同Cu~(2+)胁迫梯度下玉米叶片光谱仍具有极高相似度以及传统光谱测度方法难以区分污染程度的问题,进行相似光谱的差异性有效区分方法研究。结合欧氏距离(ED)与光谱微分梯度角(DSAG)的正切处理,提出了一种基于光谱相似性测度的ED-T-DSGA光谱分析模型,并通过传统光谱测度方法应用比较、谐波分析(HA)技术和5种HA分解次数下的光谱重构结果分析,验证了ED-T-DSGA分析模型在区分极度相似光谱的微小差异上具有可行性与有效性。同时,ED-T-DSGA分析模型可用于测度不同Cu~(2+)胁迫梯度下玉米叶片光谱间差异与污染程度。实验结果表明,ED-T-DSGA分析模型值越大,Cu~(2+)胁迫梯度越大,玉米的重金属铜污染越严重;并且基于ED-T-DSGA分析模型进一步提取到"黄边"、"红谷"、"红边"和"近峰B"为Cu~(2+)胁迫光谱响应的有效波段,这些敏感位置可为监测Cu~(2+)污染程度提供有利依据。
[Abstract]:Monitoring heavy metal pollution and pollution degree of crops is a hot spot in hyperspectral remote sensing. Based on the experiment of different Cu ~ (2) stress gradient in pot maize, the leaf spectrum and Cu ~ (2) content of maize were measured. Aiming at the problem of high similarity of maize leaf spectrum under different Cu ~ (2) stress gradients and the difficulty of distinguishing pollution degree by traditional spectral measurement methods, the difference of similar spectra was studied. Combined with the tangent treatment of Euclidean distance (Ed) and spectral differential gradient angle (DSAG), an ED-T-DSGA spectral analysis model based on spectral similarity measure is proposed. Harmonic analysis (HA) technique and spectral reconstruction results under five HA decomposition times verify the feasibility and validity of the ED-T-DSGA analysis model in distinguishing tiny differences in extremely similar spectra. At the same time, ED-T-DSGA analysis model can be used to measure the spectral difference and pollution degree of maize leaves under different Cu ~ (2) stress gradients. The results showed that the larger the model value of ED-T-DSGA was, the greater the stress gradient of Cu2 was, and the more serious the heavy metal copper pollution in maize was. Based on the ED-T-DSGA analysis model, the "yellow edge", "red valley", "red edge" and "near peak B" were further extracted as the effective bands for the spectral response of Cu2 stress. These sensitive sites could provide a favorable basis for monitoring the pollution degree of Cu2.
【作者单位】: 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院;
【基金】:国家自然科学基金项目(41271436) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2009QD02)
【分类号】:X835;S513
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,本文编号:2074148
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