基于高光谱数据的柑桔叶绿素含量估算研究

论文摘要

近年来,高光谱遥感在植被营养诊断中的应用成为人们研究和关注的焦点。柑桔高光谱探测技术,通过筛选出能较好地估测柑桔营养元素的光谱变量和农学参数,说明能够提取作物营养信息状况。柑桔营养的光谱探测研究,不仅是农业遥感研究的基础工作,它在柑桔长势检测与估产、营养诊断与施肥等农业遥感技术应用中有重要意义,而且对建立简便、快速、低成本和非损伤性的光谱分析法,以替代费时、费钱的植物化学分析方法也具有重要意义。本文提出了用小波函数提取柑桔叶绿素含量的方法和基于模型模拟的冠层光谱估算叶绿素含量。实现了用一维小波分解野外光谱,单变量回归反演柑桔的叶绿素含量。还验证了该方法反演的精度并与植被指数的比较,以一个特定小波基db1作为自变量的回归模型,柑桔的叶绿素回归决定系数R2可达0.73,植被指数如MCTI在估测冠层的叶绿素含量的相关性R2是0.6542,得出了db1小波基的回归效果较好。最后用5-Scale模型拟合从可见光到近红外波段的平均冠层反射光谱估算叶绿素含量,并试验比较了模型拟合计算的叶绿素与实验室叶绿素含量的均方根误差RMSE。然后对模拟的光谱反射率与叶绿素含量进行相关性分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 高光谱遥感提取植被生化参数原理
• 1.3 国内外高光谱反演植被叶绿素研究现状
• 1.4 研究内容与技术
• 1.4.1 本文的研究内容
• 1.4.2 技术路线
• 第2章 高光谱遥感数据获取
• 2.1 研究区概况
• 2.2 样本布设与田间观测
• 2.3 光谱数据获取
• 2.3.1 野外光谱采集
• 2.3.2 室内叶片光谱测量
• 2.3.3 数据预处理
• 2.3.4 野外光谱信息特征
• 2.4 叶绿素测量
• 2.5 植株冠层结构参数的获取
• 本章小结
• 第3章 柑桔叶绿素含量与光谱信息的关系
• 3.1 基于光谱植被指数的柑桔叶绿素含量反演
• 3.1.1 光谱植被指数
• 3.1.2 实验与分析
• 3.2 一维小波分析的柑桔叶绿素含量研究
• 3.2.1 一维小波变换
• 3.2.2 光谱小波分解
• 3.2.3 实验结果
• 本章小结
• 第4章 基于5-SCALE几何光学模型的柑桔叶绿素的反演
• 4.1 基于模型的反演
• 4.2 几何光学模型BRDF
• 4.3 5-SCALE几何光学模型
• 4.3.1 5-Scale原理与方法
• 4.3.2 实验结果
• 4.3.2.1 LBIETRY模拟叶片光谱
• 4.3.2.2 5一Sclae模型输入参数
• 4.3.2.3 叶绿素含量估算
• 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 论文创新点
• 5.3 研究展望
• 参考文献
• 附录
• 附录A
• 附录B
• 附录C
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研项目
• 发表的论文
• 参加的学术活动与科研项目
• 参与的科研项目
• 获奖情况