基于地—空遥感数据耦合的苹果树冠层氮素含量反演
发布时间：2021-11-28 06:06
植被氮素含量的快速监测一直以来是研究的热点问题,而如何提高氮素含量的反演精度是个难题。目前,地面遥感、无人机遥感被广泛应用于精准农业领域。虽然通过地面光谱仪获取的光谱反射率较为精准,但存在离散的点状测量的不足;无人机遥感方便、快速且能进行连续区域监测,但光谱反射率精度比地面光谱仪低。将地面与无人机遥感数据耦合,可为区域遥感精准反演提供技术支撑。本研究以山东省主要苹果产地胶东半岛的栖霞市和泰沂山区蒙阴县苹果园为研究区,以新梢旺长期的红富士苹果树为研究对象,利用大疆DJ M600 Pro低空无人机搭载Sequoia多光谱相机,采集苹果树冠层的多光谱影像;同时利用地物光谱仪ASD FieldSpec 4对冠层和裸土进行高光谱数据采集。利用无人机多光谱影像的光谱反射率数据进行光谱特征参量构建后,分别与苹果树冠层氮素含量进行相关性分析,筛选出敏感光谱特征参量,进而建立基于光谱特征参量的苹果树冠层氮素含量反演模型。以地面冠层和裸土光谱反射率为端元,借助线性光谱混合模型对无人机遥感影像进行混合像元分解,得到基于地-空遥感数据耦合的冠层丰度参量。对冠层丰度参量与氮素含量作相关分析,探索将丰度参量引入氮...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
基于地-空遥感数据耦合的苹果树冠层氮素含量反演102材料与方法2.1研究区概况研究区为山东省栖霞市和蒙阴县。栖霞市位于胶东半岛的中部，处于北纬37°05′-37°32′,东经120°33′-121°15′之间，属于暖温带季风性气候区，年均气温为11.3℃，年均降水量为754mm，无霜期平均为207d，秋季时节昼夜温差较大，大多土壤为棕壤土，具有非常适合苹果树生长的自然环境条件。蒙阴县地处山东省中南部、泰-沂山脉腹地。地理范围是北纬35°27′-36°02′，东经117°45′-118°15′。蒙阴县的总面积为1601.6km2，占临沂全市地域总面积的9.3%，气候类型属于暖温带季风大陆性气候，年平均气温是12.8℃，年平均无霜期是200d，年平均降水量是820mm。土壤大部分为棕壤土。研究区如图2-1。图2-1研究区示意图Fig.2-1Studyareadiagram
山东农业大学硕士学位论文15择），输入反射系数0.95，如图2-2所示；图2-2绿光、红光、红边和近红外波段的辐射定标参数设置Fig.2-2Radiationcalibrationparametersettingsforgreen,red,rededgeandnear-infraredband（10）逐个波段进行辐射定标后，开始进行图幅拼接；（11）对蒙阴野店镇苹果园的无人机多光谱遥感影像预处理重复（1）-（10）。2.3.2.2多光谱影像几何校正由于无人机自带GPS定位的误差，需要对经过图幅拼接和辐射定标的无人机遥感影像进行几何精校正，几何精校正所使用的控制点坐标来自于野外通过差分GPS实际测得（Chandleretal.,2018）。利用ENVI5.3软件对无人机多光谱影像进行几何精校正。分别对栖霞博士达和蒙阴野店镇苹果园多光谱影像进行几何校正。图2-3（a-b）分别为经过图幅拼接、辐射定标和几何校正等预处理后的栖霞博士达和蒙阴野店镇苹果园多光谱影像。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于无人机高光谱遥感的东北粳稻冠层叶片氮素含量反演方法研究[J]. 冯帅,许童羽,于丰华,陈春玲,杨雪,王念一. 光谱学与光谱分析. 2019(10)
[2]基于卫星波段的马铃薯植株氮素含量估测[J]. 杨海波,高兴,黄绍福,张加康,杨柳,李斐. 光谱学与光谱分析. 2019(09)
[3]基于无人机高光谱影像玉米叶绿素含量估算[J]. 常潇月,常庆瑞,王晓凡,储栋,郭润修. 干旱地区农业研究. 2019(01)
[4]基于无人机遥感的冬小麦氮素营养诊断[J]. 刘昌华,马文玉,陈志超,王春阳,芦俊俊,岳学智,王哲,方征,苗宇新. 河南理工大学学报(自然科学版). 2018(03)
[5]基于无人机高清数码影像和高光谱遥感数据反演大豆典型生育期氮平衡指数[J]. 李长春,陈鹏,陆国政,马春艳,马潇潇,王双亭. 应用生态学报. 2018(04)
[6]基于无人机可见光遥感的夏玉米氮素营养动态诊断参数研究[J]. 张玲,陈新平,贾良良. 植物营养与肥料学报. 2018(01)
[7]无人机搭载数码相机航拍进行小麦、玉米氮素营养诊断研究[J]. 李红军,李佳珍,雷玉平,张玉铭. 中国生态农业学报. 2017(12)
[8]基于无人机高光谱影像的引黄灌区水稻叶片全氮含量估测[J]. 秦占飞,常庆瑞,谢宝妮,申健. 农业工程学报. 2016(23)
[9]不同模型在渔业CPUE标准化中的比较分析[J]. 杨胜龙,张禹,张衡,樊伟. 农业工程学报. 2015(21)
[10]水稻冠层氮素含量光谱反演的随机森林算法及区域应用[J]. 李旭青,刘湘南,刘美玲,吴伶. 遥感学报. 2014(04)
博士论文
[1]色素含量比值进行作物氮素营养状况诊断方法研究[D]. 周贤锋.中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所) 2017
[2]基于高光谱遥感的水稻氮素营养参数监测研究[D]. 田永超.南京农业大学 2008
[3]不同水平油菜氮素含量遥感信息提取方法研究[D]. 王渊.浙江大学 2008
硕士论文
[1]基于高光谱成像技术的苹果叶片叶绿素和氮素含量分布反演[D]. 温新.山东农业大学 2019
[2]基于GF-1卫星影像的苹果树冠层氮素含量反演[D]. 曹淑静.山东农业大学 2019
[3]基于高光谱成像技术的苹果叶片氮素含量估测研究[D]. 李百超.山东农业大学 2018
[4]基于无人机遥感的水稻氮素营养诊断研究[D]. 张雨.东北农业大学 2017
[5]基于非负矩阵分解的高光谱图像解混研究[D]. 彭倩.中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所) 2017
[6]基于高光谱的苹果树叶片叶绿素与氮素含量估测[D]. 王卓远.山东农业大学 2015
[7]无人机低空遥感影像的应用研究[D]. 王玉鹏.河南理工大学 2011
本文编号：3523857
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
基于地-空遥感数据耦合的苹果树冠层氮素含量反演102材料与方法2.1研究区概况研究区为山东省栖霞市和蒙阴县。栖霞市位于胶东半岛的中部，处于北纬37°05′-37°32′,东经120°33′-121°15′之间，属于暖温带季风性气候区，年均气温为11.3℃，年均降水量为754mm，无霜期平均为207d，秋季时节昼夜温差较大，大多土壤为棕壤土，具有非常适合苹果树生长的自然环境条件。蒙阴县地处山东省中南部、泰-沂山脉腹地。地理范围是北纬35°27′-36°02′，东经117°45′-118°15′。蒙阴县的总面积为1601.6km2，占临沂全市地域总面积的9.3%，气候类型属于暖温带季风大陆性气候，年平均气温是12.8℃，年平均无霜期是200d，年平均降水量是820mm。土壤大部分为棕壤土。研究区如图2-1。图2-1研究区示意图Fig.2-1Studyareadiagram
山东农业大学硕士学位论文15择），输入反射系数0.95，如图2-2所示；图2-2绿光、红光、红边和近红外波段的辐射定标参数设置Fig.2-2Radiationcalibrationparametersettingsforgreen,red,rededgeandnear-infraredband（10）逐个波段进行辐射定标后，开始进行图幅拼接；（11）对蒙阴野店镇苹果园的无人机多光谱遥感影像预处理重复（1）-（10）。2.3.2.2多光谱影像几何校正由于无人机自带GPS定位的误差，需要对经过图幅拼接和辐射定标的无人机遥感影像进行几何精校正，几何精校正所使用的控制点坐标来自于野外通过差分GPS实际测得（Chandleretal.,2018）。利用ENVI5.3软件对无人机多光谱影像进行几何精校正。分别对栖霞博士达和蒙阴野店镇苹果园多光谱影像进行几何校正。图2-3（a-b）分别为经过图幅拼接、辐射定标和几何校正等预处理后的栖霞博士达和蒙阴野店镇苹果园多光谱影像。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于无人机高光谱遥感的东北粳稻冠层叶片氮素含量反演方法研究[J]. 冯帅,许童羽,于丰华,陈春玲,杨雪,王念一. 光谱学与光谱分析. 2019(10)
[2]基于卫星波段的马铃薯植株氮素含量估测[J]. 杨海波,高兴,黄绍福,张加康,杨柳,李斐. 光谱学与光谱分析. 2019(09)
[3]基于无人机高光谱影像玉米叶绿素含量估算[J]. 常潇月,常庆瑞,王晓凡,储栋,郭润修. 干旱地区农业研究. 2019(01)
[4]基于无人机遥感的冬小麦氮素营养诊断[J]. 刘昌华,马文玉,陈志超,王春阳,芦俊俊,岳学智,王哲,方征,苗宇新. 河南理工大学学报(自然科学版). 2018(03)
[5]基于无人机高清数码影像和高光谱遥感数据反演大豆典型生育期氮平衡指数[J]. 李长春,陈鹏,陆国政,马春艳,马潇潇,王双亭. 应用生态学报. 2018(04)
[6]基于无人机可见光遥感的夏玉米氮素营养动态诊断参数研究[J]. 张玲,陈新平,贾良良. 植物营养与肥料学报. 2018(01)
[7]无人机搭载数码相机航拍进行小麦、玉米氮素营养诊断研究[J]. 李红军,李佳珍,雷玉平,张玉铭. 中国生态农业学报. 2017(12)
[8]基于无人机高光谱影像的引黄灌区水稻叶片全氮含量估测[J]. 秦占飞,常庆瑞,谢宝妮,申健. 农业工程学报. 2016(23)
[9]不同模型在渔业CPUE标准化中的比较分析[J]. 杨胜龙,张禹,张衡,樊伟. 农业工程学报. 2015(21)
[10]水稻冠层氮素含量光谱反演的随机森林算法及区域应用[J]. 李旭青,刘湘南,刘美玲,吴伶. 遥感学报. 2014(04)
博士论文
[1]色素含量比值进行作物氮素营养状况诊断方法研究[D]. 周贤锋.中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所) 2017
[2]基于高光谱遥感的水稻氮素营养参数监测研究[D]. 田永超.南京农业大学 2008
[3]不同水平油菜氮素含量遥感信息提取方法研究[D]. 王渊.浙江大学 2008
硕士论文
[1]基于高光谱成像技术的苹果叶片叶绿素和氮素含量分布反演[D]. 温新.山东农业大学 2019
[2]基于GF-1卫星影像的苹果树冠层氮素含量反演[D]. 曹淑静.山东农业大学 2019
[3]基于高光谱成像技术的苹果叶片氮素含量估测研究[D]. 李百超.山东农业大学 2018
[4]基于无人机遥感的水稻氮素营养诊断研究[D]. 张雨.东北农业大学 2017
[5]基于非负矩阵分解的高光谱图像解混研究[D]. 彭倩.中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所) 2017
[6]基于高光谱的苹果树叶片叶绿素与氮素含量估测[D]. 王卓远.山东农业大学 2015
[7]无人机低空遥感影像的应用研究[D]. 王玉鹏.河南理工大学 2011
本文编号：3523857
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