基于高光谱的甜菜不同生育时期氮素营养参数监测研究
[Abstract]:In this study, sugarbeet field trials were carried out at Chifeng Experimental Station in Inner Mongolia and Farm in Inner Mongolia Agricultural University in 2014 and 2015 respectively. Based on two years field plot experiment, the monitoring of nitrogen content and SPAD value of sugarbeet at different growth stages (seedling stage, leaf growth stage, root swelling stage, sugar accumulation stage) based on hyperspectral technique was carried out under different nitrogen levels. The main work and results of this study are as follows: 1. The canopy spectral reflectance of sugarbeet at different growth stages was obtained by using ASD hyperspectral analyzer. The characteristics of hyperspectral response of sugarbeet canopy were studied. It was found that the spectral responses of visible light wave (450-680nm) and near infrared band (760-950nm) in different growth stages were significantly different. The correlation between the canopy spectrum and the nitrogen content (SPAR) after smooth and first derivative pretreatment is analyzed. The results show that the first derivative spectrum has more sensitive bands to the nitrogen content and the correlation has been greatly improved. The effects of hyperspectral prediction models established by different algorithms (single regression PCRX PLSR-SVM) on the prediction accuracy of nitrogen nutrition parameters in each growing period of sugarbeet were studied with the selected spectral parameters as input variables. The results showed that: 1. The best prediction models for nitrogen content and SPAD value are PLSR model and PCR model, respectively. The R2 of RMSE was 0.520 / 0.552g / kg respectively 2.70 g / kg ~ (1.9) RE was 6.6g / kg / kg ~ 1.9RE = 6.6and 3.55.The prediction effect of SDr/SDy model on nitrogen content was the best (R _ 2 / R _ (MSE) and RE = 0.443n ~ 3.17 g / kg _ (10.1%), respectively). The quadratic function model established by SDr/SDy had the best effect on predicting SPAD value (R2N RMSE and RE, respectively). It was 0.2121.85% (3. 3%). The best prediction model for nitrogen content and SPAD value is PCR model. The R2 of RMSE was 2.93 g / kg 路kg ~ (-1) 路L ~ (-1), respectively, and that of SDb model was the best (R _ (2) N _ (RMSE) and RE = 0.3442.95 g 路kg ~ (9.0%). The logarithmic function model with SDb as independent variable had the best effect on SPAD prediction (R2RMSE and RE were 0.3243.175.9%, respectively). In this study, a more accurate hyperspectral prediction model of nitrogen content and SPAD value in different growth stages of sugarbeet was established, which provided theoretical basis for fertilizer application management in sugarbeet field, and provided technical support for rapid non-destructive monitoring of nitrogen nutrition parameters in sugarbeet.
【学位授予单位】:内蒙古农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S566.3
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,本文编号:2196802
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