基于Sentinel-2A影像干旱区棉花叶片SPAD数字制图

发布时间：2022-01-09 00:31

　　植被叶片叶绿素是农业遥感反演的重要参数,叶绿素含量的变化与植被生长环境的胁迫程度、生理变化密切相关,故将植被叶绿素进行实时、动态监测对农业生产极为重要。然而,传统经验模型及叶绿素精准测量存在困难。基于高分辨率的Sentinel-2A数据,在机器学习框架下,利用光谱信息、最适光谱指数和基于PROSAIL辐射传输模型的生物协变量构建3种建模方案（方案1:光谱信息和最适光谱指数联合,方案2:光谱信息和物理模型生物协变量联合,方案3:光谱信息、最适光谱指数和物理模型生物协变量联合）。最终基于优选出的建模方案进行棉花叶片叶绿素相对含量的空间数字制图。结果表明:（1）红边波段参与的最适光谱指数比值植被指数（RVI）与棉花叶片SPAD值相关性最高r=0.767,P^**=0.195;（2）将构建的17个变量进行重要性分析可知,构建的最适光谱指数比值植被指数（RVI）与物理模型生物协变量LAI-Cab对估算模型的精度贡献率较大;（3）建模方案构建植被指数时红边波段被确定为最优波段,在增加精度方面起到决定性作用;通过模型评价标准来分析3种方案可知,预测精度大小顺序为模型方案3>... 

【文章来源】：生态学报. 2020,40(22)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

研究流程图

样本统计分析图

图3为棉花叶片SPAD值与Sentinel- 2A波段(B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8a、B11、B12)两个随机光谱波段的2D指数(DVI、NDVI、RVI)关系。右侧的彩条表示r大小,深红、深蓝代表SPAD值与波段组合正、负相关性较高。结果表明,DVI、NDVI、RVI与棉花叶片SPAD值高度相关性的波段主要集中在红边(Red edge)波段(B5、B6)和近红边(Narrow NIR)波段B8a处。RVI与棉花叶片SPAD值相关性最高其为0.767,P**=0.195,其表达式B8a/B5。NDVI其r为0.720,DVI其r为0.692。说明红边波段对棉花叶绿素有较高的响应,3种指数在相应波段下对棉花叶片SPAD值均具有较高相关性。2.2 特征变量重要性分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于山地-绿洲-荒漠系统的生态系统服务正负价值测算——以新疆玛纳斯河流域为例[J]. 夏鑫鑫,朱磊,杨爱民,靳含,张青青.  生态学报. 2020(12)
[2]干旱胁迫对玉米叶片光合特性和穗发育特征的影响[J]. 贾双杰,李红伟,江艳平,赵国强,王和洲,杨慎骄,杨青华,郭家萌,邵瑞鑫.  生态学报. 2020(03)
[3]地面高光谱和PROSAIL模型的冬小麦叶绿素反演[J]. 于汧卉,杨贵军,王崇倡.  测绘科学. 2019(11)
[4]基于Sentinel-2数据的干旱区典型绿洲植被叶绿素含量估算[J]. 顾峰,丁建丽,葛翔宇,高石宝,王敬哲.  干旱区研究. 2019(04)
[5]滴灌棉花不同生育时期冠层叶片叶绿素含量的高光谱估测模型[J]. 洪帅,张泽,张立福,马露露,海兴岩,王振,张辉,吕新.  棉花学报. 2019(02)
[6]新疆棉花物候时空变化遥感监测及气温影响分析[J]. 茹皮亚·西拉尔,杨辽.  遥感技术与应用. 2018(05)
[7]干旱胁迫下雷竹叶片叶绿素的高光谱响应特征及含量估算[J]. 张玮,王鑫梅,潘庆梅,谢锦忠,张劲松,孟平.  生态学报. 2018(18)
[8]基于随机森林法的棉花叶片叶绿素含量估算[J]. 依尔夏提·阿不来提,买买提·沙吾提,白灯莎·买买提艾力,安申群,马春玥.  作物学报. 2019(01)
[9]基于随机森林回归的草场植被盖度反演模型研究——以新疆阿勒泰地区布尔津县为例[J]. 陈妍,宋豫秦,王伟.  生态学报. 2018(07)
[10]新疆玛纳斯河流域绿洲景观生态脆弱性时空分异[J]. 梁二敏,张军民,杨卫红.  干旱区研究. 2017(04)



本文编号：3577578