为实现干旱胁迫下冬小麦植株含水量(PWC)的定量监测,对冬小麦进行干旱胁迫,在获取冬小麦关键生育时期的冠层光谱及植株含水量基础上,采用5种常规预处理分析方法,优化原始光谱信息并分析各预处理光谱与PWC之间的关系,并利用连续投影算法(SPA)提取冬小麦PWC的光谱特征,建立并比较基于全谱(PLSR)和光谱特征波段(SPA-MLR)的冬小麦PWC光谱监测模型.结果表明,与原始光谱相比,预处理光谱可以显著提高其与冬小麦PWC的相关性,且光谱波段570、680、740、970、1410、1510、2000 nm与冬小麦PWC存在紧密关系;同时采用SPA方法提取并证实光谱区域650～800、950～1200、1400～1500、1900～2200 nm包含冬小麦PWC的重要信息.对比PLSR和SPA-MLR这2类模型表现可知,相同预处理光谱条件下的PLSR模型优于SPA-MLR模型,其中基于全谱的PLSR模型中,一阶微分预处理(1st)光谱条件下的冬小麦PWC的PLSR模型监测效果最优(Rc2=0.957、RMSEc=0.017、RPDc=4.788),基于特征波段的MLR模型中,MSC预处理光谱条件下模型整体表现最好(Rc2=0.814、RMSEc=0.036、RPDc=2.243),且具有实践上的应用潜力.综上可见,光谱预处理在一定程度上可以提高与PWC相关关系和影响监测模型表现,而构建模型方法可能对模型估算精度产生更为积极的效果,同时证实高光谱技术能够敏感响应干旱胁迫条件下冬小麦植株含水量,且可以实现其准确定量监测.

干旱;冬小麦;高光谱;预处理;响应特性

张月;张煊;闫晓斌;杨武德;冯美臣;肖璐洁;宋晓彦;张美俊;王超

山西农业大学 农学院,山西 太谷030801

山西农业科学

[1]张月;张煊;闫晓斌;杨武德;冯美臣;肖璐洁;宋晓彦;张美俊;王超-.干旱胁迫下冬小麦植株含水量的高光谱监测)[J].山西农业科学,2022(12):1638-1646

高光谱监测,RMSEc,RPDc

干旱胁迫,冬小麦,小麦植株,PWC,生育时期,冠层光谱,处理分析,光谱信息,理光,连续投影算法,SPA,PLSR,光谱特征波段,MLR,监测模型,紧密关系,重要信息,一阶微分,1st,监测效果,Rc2,MSC,光谱预处理,构建模型,模型方法,估算精度,高光谱技术,胁迫条件,准确定量,响应特性

0.22213