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1.
为无损、快速监测臭氧胁迫下冬小麦叶片叶绿素含量,建立叶绿素含量与光谱指标的定量关系,基于自由式臭氧浓度增加系统平台观测了臭氧浓度升高下拔节期、开花期及灌浆期冬小麦叶片的叶绿素含量和光谱特征。通过线性回归、人工神经网络(ANN)以及偏最小二乘回归(PLSR)模型对臭氧胁迫下叶片高光谱特征进行了叶绿素含量的估算。结果表明:臭氧胁迫冬小麦叶片的光谱曲线特征出现绿峰“红移”和红边位置“蓝移”现象。相比于拔节期和开花期,小麦叶片在灌浆期受到臭氧的影响更大。臭氧胁迫下叶绿素含量与部分光谱特征参数及遥感植被指数存在显著相关关系,所有模型均取得了较高的估算精度(R2>0.8),其中以光谱特征参数为建模参量的偏最小二乘回归模型精度最高。该方法可用于臭氧胁迫下冬小麦叶片叶绿素含量的估测,动态监测作物的臭氧胁迫。 相似文献
2.
三江平原湿地植被叶面积指数遥感估算模型 总被引:4,自引:0,他引:4
利用中巴资源卫星CBERS-02影像提取的归一化植被指数(NDVI)和同期野外实测的叶面积指数(LAI)数据,分析了三江平原洪河自然保护区草甸、沼泽植被、灌丛和岛状林4种湿地植被及样本总体的NDVI与LAI之间的相关关系,建立了NDVI与不同湿地植被类型叶面积指数间的线性和非线性回归模型,并制作完成洪河自然保护区LAI空间分布图.结果表明,整个研究区样本总体的LAI估算效果不太理想,其NDVI与LAI的相关性仅为0.523;将研究区分为草甸、沼泽、灌丛和岛状林4种湿地植被类型,NDVI与各植被型LAI的相关性和估算效果均有很大程度的提高,所建立的LAI遥感反演模型以三次曲线回归方程拟合精度最高,R2分别达到0.723、0.588、0.837、0.720.以上结果表明,结合地面实测数据并基于遥感植被分类的基础上,CBERS-02遥感影像可用于较大区域内湿地植被生理参数的反演研究. 相似文献
3.
叶绿素含量是表征植被胁迫状态的一个重要指示因子,同时也是其它生化参数估算的重要基础,对其进行遥感反演具有重要意义。选取闽江口秋茄(Kandelia candel)作为研究对象,分别于2013年4月和7月采集叶片,室内测定其叶片正面和反面反射光谱,同时测定其叶绿素含量(单位面积含量和单位质量含量)。选取13个常用参数进行敏感性分析,并进一步选取与叶绿素相关系数较高的参数建立估算模型。结果表明,秋茄叶片反面反射率高于正面,尤其在绿光波段和近红外波段部分区域(1450—2450 nm)表现较为明显。对所选取的大部分参数而言,其与单位面积叶绿素含量的相关系数要高于与单位质量叶绿素含量的相关系数;基于正面光谱计算的光谱参数与叶绿素含量的相关系数要高于基于反面光谱计算的光谱参数。估算与验证模型结果进一步表明,TCARI、Vog1、Vog2和Vog3能较好的估算不同生长期秋茄叶片的叶绿素含量。此外,在使用GM、Carter2和PSSRb估算叶片叶绿素含量时,可以适当考虑反面光谱的应用。这些结果也预示着利用高光谱遥感数据估算秋茄叶片叶绿素含量是可行的,并且具有较高的估算精度。 相似文献
4.
叶片叶绿素 (Chl) 状况是评价植株光合效率和营养胁迫的重要指标,实时无损监测Chl状况对作物生长诊断及氮素管理具有重要意义.以不同生态点、不同年份、不同施氮水平、不同类型水稻品种的4个田间试验为基础,于主要生育期同步测定了水稻主茎顶部4张叶片的高光谱反射率及Chl含量,并计算了350~2500 nm范围内任意两波段组合而成的比值(SR[λ1,λ2])和归一化(ND[λ1,λ2])光谱指数以及已报道的对Chl敏感的光谱指数,进一步系统分析了叶片Chl含量与上述光谱指数之间的定量关系.结果表明,红边波段的比值和归一化光谱指数可以较好地预测水稻上部4叶的Chl含量(R~2>0.9),但对于不同Chl指标其最佳组合波段有所差异.估算叶绿素a (Chla)、叶绿素总量(Chla+b)和叶绿素b (Chlb)的最佳比值光谱指数分别为SR(724,709)、SR(728,709)和SR(749,745),方程拟合决定系数R~2分别是0.947、0.946、0.905;最佳归一化光谱指数分别为ND(780,709)、ND(780,712)和ND(749,745),R~2分别是0.944、0.943、0.905.引入445 nm波段反射率对上述光谱指数进行修正,可以降低叶片表面反射差异的影响,提高模型的应用范围.利用不同年份独立的试验资料对所建模型进行了检验,结果表明,修正型比值光谱指数 mSR(724,709)、mSR(728,709) 和 mSR(749,745),以及修正型归一化光谱指数mND(780,709)、mND(780,712) 和 mND(749,745) 预测 Chla、Chla+b 和 Chlb 的效果更好,其测试的RMSE分别为 0.169、0.192、0.052、0.159、0.176、0.052,RE分别为8.18%、7.74%、13.01%、8.26%、7.59%、12.96%,均较修正前降低,说明修正后的光谱指数普适性更好. 相似文献
5.
2003和2004年分别在长春市良种场和中国科学院海伦黑土生态实验站实测了大田耕作与水肥耦合作用下大豆(Glycine max)冠层高光谱反射率 与叶绿素a含量数据,对光谱反射率、微分光谱与叶绿素a含量进行了相关分析;采用归一化植被指数(Normalized diffe rence vegetation index, NDVI)、土壤调和植被指数(Soil-adjusted vegetation index, SAVI)、再归一植被指数(Renormalized difference vegetation index, RDVI)、第二修正比值植被指数(Modified second ratio index, MSRI)等建立了大豆叶绿素a反演模型;应用小波分析对采集的光谱反 射率数据进行了能量系数提取,并以小波能量系数作为自变量进行了单变量与多变量回归分析,对大豆叶绿素a进行了估算。研究结果表明,大 豆叶绿素a 与可见光光谱反射率相关性较好,并在红光波段取得最大值(R2>0.70),但在红边处,微分光谱与大豆叶绿素a的相关性较反射率好 得多,在其它波段则相反;由NDVI、SAVI、RDVI、MSRI等植被指数建立的估算模型可以提高大豆叶绿素a的估算精度(R2>0.75);小波能量系 数回归模型可以进一步提高大豆叶绿素a含量的估算水平,以一个特定小波能量系数作为自变量的回归模型,大豆叶绿素a回归决定系数R2高达 0.78;多变量回归分析结果表明,大豆叶绿素a实测值与预测值的线性回归决定系数R2均高达0.85。以上结果表明, 小波分析可以对高光谱进 行特征变量提取,并可在一定程度上提高大豆生理参数反演精度。 相似文献
6.
基于神经网络的马尾松叶绿素含量高光谱估算模型 总被引:1,自引:0,他引:1
分析不同生长期的马尾松冠层反射光谱特征与相应叶绿素含量的相关关系.利用36个红边参数逐一筛选,最终确定7个与叶绿素含量相关性较高的红边参数作为光谱特征参数,分别应用逐步分析法与BP神经网络构建叶绿素含量的高光谱估算模型;同样,筛选出4个植被指数作为光谱特征参数,同时,将对原始光谱进行主成分分析降维后的前4个主成分作为BP神经网络的输入变量,分别应用逐步分析法与BP神经网络构建叶绿素含量的高光谱估算模型.结果表明: 将红边参数作为输入变量建立的逐步回归模型和BP神经网络模型的决定系数(R2)分别为0.5205、0.7253,均方根误差(RMSE)分别为0.1004、0.0848,相对误差分别为6.3%、5.7%.将植被指数作为输入变量建立的逐步回归模型和BP神经网络模型的R2分别为0.5392、0.7064,RMSE分别为0.0978、0.0871,相对误差分别为6.2%、6.0%.基于主成分分析的BP神经网络模型的预测效果最好,R2为0.7475,RMSE为0.0540,相对误差为4.8%. 相似文献
7.
针对湖泊叶绿素a浓度的快速变化及水体富营养化问题,以太湖水体为例,利用太湖区域2019年10月、11月和12月的珠海一号高光谱影像,采用波谱特征分析、主成分分析、皮尔逊相关系数、建立反演模型分析江苏省太湖区域水体叶绿素a浓度的分布状态以及时空变化状况。通过主成分分析划分与水体信息相关的成分,提出采用珠海一号高光谱影像的中红外波段建立耦合可见光和近红外辐射信号的WCI模型。结果表明:(1)水体光谱曲线特征与主成分分析结果一致,分别为光合作用波段、细胞散射波段和水体增温波段。(2)改进的耦合可见光与中红外辐射信号的建立的WCI模型的反演精度最高,均方根误差RMSE为(1.4008 mg·L-1),平均相对误差(MRE)为10.69%。(3)2019年10月一12月间,湖泊叶绿素浓度整体变化不大,太湖叶绿素a浓度的遥感反演结果总体上呈现为湖西区域浓度较低,湖东区域浓度较高的特征。 相似文献
8.
行道树叶绿素变化的高光谱神经网络模型 总被引:3,自引:0,他引:3
采样分析了城市行道树(长春市主要街道)与对比区(净月潭国家森林公园)相应树种的叶绿素变化,并对由叶绿索变化引起的光谱反射率以ASD光谱仪进行了测试,并对二者之间的关系进行了单波段回归分析、V1植被指数与叶绿素含量的模型分析以及神经网络模型分析。结果表明,1)城市环境对行道树叶绿素有重要影响,但是对针叶树种响应较小,而阔叶树种响应较大;2)光谱反射率与测试树种叶绿素含量关系密切,在740~760nm附近确定性系数达0.72以上;3)PSSR植被指数与测试树种的叶绿素含量关系密切,幂函数回归的决定系数R^2为0.82左右。3)神经网络模型能够提高光谱反射率模型反演植被叶绿素含量的水平,模型的决定系数R^2高达0.97。表明高光谱遥感可以用来监测因城市环境引起的植被叶绿素变化。 相似文献
9.
淹水胁迫下棉花叶片高光谱特征及叶绿素含量估算模型 总被引:1,自引:0,他引:1
为即时监测淹水胁迫下棉花功能叶叶绿素含量,确立叶绿素含量与单叶光谱特征参数的定量关系,本文以遮雨棚内蕾期淹水胁迫下的盆栽棉花为研究对象,淹水后每 3 d对棉花叶片进行测定、取样,综合分析叶绿素含量与高光谱特征参数的相关性,并构建和验证叶绿素含量的估算模型.结果表明: 随着淹水胁迫程度的加重,叶片叶绿素含量下降;叶片原始光谱反射率、一阶微分光谱反射率分别在580、697 nm波段附近与叶绿素含量呈显著负相关;利用差值指数和归一化指数建立的估算模型优于单波段线性模型,其中以植被指数(DR697-DR738)/(DR697+DR738)为自变量建立的模型棉花单叶叶绿素含量估算值与实测值拟合度最好,拟合系数为0.814,可用于淹水胁迫下棉花单叶叶绿素含量的估测. 相似文献
10.
植物叶绿素含量的遥感模型及用陆地卫星数据所作的二维分布图 总被引:6,自引:0,他引:6
为了确定全球和区域尺度的植物叶绿素含量的多少和分布,遥感方法是一种很好的途径。有些遥感科学家直接利用归一化植被指数(NDVI)等植被指数推算叶绿素含量。实践表明,这种做法的缺点有:1.植被指数NDVI中的近红外波段反射率与叶绿素含量基本无关,这样NDVI中的主信息并没有表达叶绿素含量,其信噪比显著降低;2.存在明显的信息不确定性,同一个植被指数NDVI可能有两种状态:较高叶面积指数伴有较低叶绿素含量或者是较低叶面积指数伴有较高叶绿素含量。通过实践,作者推导出可用LANDSAT和NOAA影像图灰度值推算植被叶绿素含量遥感模型。并在中国科学院禹城遥感实验场实际应用中得到验证:用其模型推算植被叶绿素含量的精度比NDVI有较明显提高,不确定性有明显的降低。 相似文献
11.
Hyperspectral remote sensing of plant pigments 总被引:5,自引:0,他引:5
Blackburn GA 《Journal of experimental botany》2007,58(4):855-867
The dynamics of pigment concentrations are diagnostic of a range of plant physiological properties and processes. This paper appraises the developing technologies and analytical methods for quantifying pigments non-destructively and repeatedly across a range of spatial scales using hyperspectral remote sensing. Progress in deriving predictive relationships between various characteristics and transforms of hyperspectral reflectance data are evaluated and the roles of leaf and canopy radiative transfer models are reviewed. Requirements are identified for more extensive intercomparisons of different approaches and for further work on the strategies for interpreting canopy scale data. The paper examines the prospects for extending research to the wider range of pigments in addition to chlorophyll, testing emerging methods of hyperspectral analysis and exploring the fusion of hyperspectral and LIDAR remote sensing. In spite of these opportunities for further development and the refinement of techniques, current evidence of an expanding range of applications in the ecophysiological, environmental, agricultural, and forestry sciences highlights the growing value of hyperspectral remote sensing of plant pigments. 相似文献
12.
The Laser-PAM described in this paper is an adaptation of the PAM 101 fluorometer (Heinz Walz, Effeltrich, Germany) designed
for remote sensing and non-invasive laboratory measurements of chlorophyll fluorescence. It is based on a 5 mW laser diode,
emitting at 638 nm, and a Fresnel lens coupled to the ED-101 detection unit. Due to these modifications, measurements can
be performed at a distance ranging from 0.3 to 2 m. The ED-101 detection unit has been modified to perform simultaneous measurements
of both modulated fluorescence and light reflected by the leaf. Reflected light showed a good estimation of the photosynthetically
active radiation measured exactly at the same area as the fluorescence. A particular advantage of the Laser-PAM fluorometer
is its suitability for remote measurements under field conditions. Simultaneous fluorescence and gas-exchange measurements,
performed on grapevine leaves, are reported as an example of an application for the Laser-PAM.
This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date. 相似文献
13.
粮食安全问题一直倍受世界各国关注,及时、准确地了解其他国家或地区的粮食生产状况,对于中国粮食贸易和粮食宏观调控,具有十分重要的意义.本文以美国冬小麦和玉米为研究对象,在分析各作物空间分布及生长季节的基础上,利用土地利用数据剔除非耕地信息,使提取的归一化植被指数(NDVI)客观地反映各作物的生长状况.以1998-2007年的SPOT VEGETATION旬最大值合成NDVI资料为数据源,研究了美国玉米和小麦生长季的旬NDVI与产量的关系,确定了不同月份的建模因子,分别建立了美国玉米和冬小麦不同月份的产量动态预报模型.通过对各模型估算产量与实际产量进行比较,各模型预报结果的相对误差大部分在3%以内,精度较高,说明建立的作物产量动态预报模型实用可行,能够投入产量预报业务应用. 相似文献
14.
As part of a long-term investigation of seasonal and interannual variations of plankton in Mono Lake (California), we developed a methodology using airborne imaging spectrometry to synoptically measure chlorophyll concentrations. Images of Mono Lake were acquired with NASA's Airborne Visible and Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS) and were atmospherically corrected by applying a version of the radiative transfer model MODTRAN. Using a predictive equation for calculation of chlorophyll based on a band ratio of remote sensing reflectances (R{ rs}; R{ rs} 490 nm/R{ rs} 550 nm), spatial distributions of chlorophyll throughout the lake were determined; broad east to west gradients in chlorophyll and gyres are evident. 相似文献
15.
遥感在森林地上生物量估算中的应用 总被引:4,自引:1,他引:4
生物量是地表C循环研究的重要组成部分,生物量研究有助于深入认识区域乃至全球的C平衡。森林作为地球最重要的陆地生态系统,区域乃至全球尺度的森林地上生物量估算一直是生态学研究的难点之一。在大的空间尺度上,遥感技术是估算森林地上生物量的有效手段。TM、AVHRR、SAR等数据以及多源数据的融合在森林生物量估算方面广泛应用,并取得了显著效果。运用遥感技术进行森林生物量估算时,所采用的数据源不同,分析方法也不相同,主要分析方法有:相关分析、多元回归分析、神经网络和数学模型模拟等。随着测定不同空间、时间和波谱分辨率的各种传感器的广泛使用,以及生物量遥感估算模型的进一步发展和完善,大尺度森林生物量的遥感估算研究必将向前迈进一大步。 相似文献
16.
The relationship between chlorophyll a (Chl a) and primary productivity(PP) in the uppermost water layer and the water column-based(015 m) integral values of those variables were examinedusing measurements taken in Lake Kinneret (Israel) from 1990to 2003. In 81% of all Chl a profiles examined, the distributionwas fairly uniform within the entire 015 m water column,and 12.3% of instances showed a prominent subsurface maximum,when the lake phytoplankton was dominated by the dinoflagellatePeridinium gatunense. Chl a can be reliably estimated by remotesensing techniques in the productive and turbid water of LakeKinneret, since Chl a concentration at surface layers can beextrapolated to the entire water column. Light vertical attenuationcoefficient average for wavelengths from 400 to 700 nm, Kd,ranged from 0.203 to 1.954 m1 and showed high degreeof temporal variation. The maximal rate of photosynthetic efficiency,PBopt [average 3.16 (±1.50)], ranged from 0.25 to 8.85mg C m3 h1 mg Chl a1. Using measured dataof Chl a, PBopt, and light as an input, a simple depth-integratedPP model allowed plausible simulation of PP. However, a lackof correlation between photosynthetic activity and temperature(or other variable with remotely sensed potential) renders theuse of models that require input of photosynthetic efficiencyto calculate integrated PP of little value in the case of productiveand turbid Lake Kinneret. 相似文献
17.
基于GIS的浙江省水稻遥感估产最佳时相选择 总被引:16,自引:4,他引:16
水稻遥感估产最佳时相选择应包括水稻种植面积估算最佳时相和水稻产量预报最佳时相两部分。在水稻遥感估产最佳时相选择中,由于首次引入GIS技术提取水稻可能种植区域,缩小了研究范围,植被种类也较简单一,因此仅用农作物物候历即可确定水稻种植面积估算最佳时相,而不需要考虑所有的植被类型。利用盆栽试验和小区试验研究水稻产量与不同时期的农学参数、农学参数与植被指数及水稻产量与植被指数的关系,结果表明,水稻产量与农业参数、农学参数与光谱变量的关系均以孕穗以抽穗期最好,水稻产量与光谱变量的关系则从分蘖盛期到抽穗期的极显著。因此,以孕穗期到抽穗期作为建立水稻遥感估产模型的最佳时期。再利用1998年各地的水稻发育期观测资料,确定各区水稻产量遥感最佳时相。 相似文献
18.
Assessing photosynthetic efficiency in an experimental mangrove canopy using remote sensing and chlorophyll fluorescence 总被引:2,自引:0,他引:2
Caroline J Nichol Uwe Rascher Shizue Matsubara Barry Osmond 《Trees - Structure and Function》2006,20(1):9-15
This study examined the ability of the photochemical reflectance index (PRI) to track changes in effective quantum yield (Δ
F/F
m
′), non-photochemical quenching (NPQ), and the xanthophyll cycle de-epoxidation (DPS) in an experimental mangrove canopy.
PRI was correlated with (Δ F/F
m
′) and NPQ over the 4-week measurement period and over the diurnal cycle. The normalised difference vegetation index (NDVI)
was not correlated with any aspect of photochemical efficiency measured using chlorophyll fluorescence or xanthophyll pigments.
This study demonstrated that photochemical adjustments were responsible for controlling the flow of energy through the photosynthetic
apparatus in this mangrove forest canopy rather than canopy structural or chlorophyll adjustments. 相似文献
19.
R.J. Murphy A.J. Underwood A.C. Jackson 《Journal of experimental marine biology and ecology》2009,380(1-2):68-76
Information on the amount of chlorophyll (as an index of micro-algal abundance) on rock surfaces is essential for many reasons, including studies of grazing and its role in structuring intertidal assemblages. Many methods are destructive, error-prone and expensive. Remote sensing allows non-destructive, inexpensive and quantitative measurements to be made of chlorophyll in situ. One specialized and two inexpensive commercially-available digital cameras (Fuji IS1 and Sony DSC-V1) are evaluated for estimating amounts of chlorophyll on rock surfaces. To compare measurements from different images, they are calibrated, using reflectance standards of different brightness. To test the calibration, images of a natural rock platform were acquired under variable solar illumination and camera-exposure times. Analyses before and after calibration showed that the method was effective.A range of quantities of micro-algae was grown on sandstone disks in an aquarium over different intervals of time. Red and NIR reflectance images were obtained from the cores. For each core, the amount of chlorophyll was determined spectrophotometrically and estimated from the images using the Ratio Vegetation Index (RVI) and Normalised Difference Vegetation Index (NDVI). Each of these was linearly related to the measured chlorophyll, with r2 ranging from 0.78 to 0.9. These techniques can be applied to the study of intertidal and freshwater benthic habitats. 相似文献
20.
Robert L. Baker Wen Fung Leong Nan An Marcus T. Brock Matthew J. Rubin Stephen Welch Cynthia Weinig 《TAG. Theoretical and applied genetics. Theoretische und angewandte Genetik》2018,131(2):283-298

