玉米铜污染实时动态监测的高光谱分形维数模型

来源：江苏农业科学杂志2019年第第18期北京时间：

作者：张超; 杨可明; 王敏; 高鹏; 程凤; 李燕

单位：1.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院/煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京 100083； 2.华北理工大学，河北唐山 063210

摘要：重金属Cu2+在玉米植株中过量积累会破坏其组织细胞结构，降低叶绿素含量，使植物代谢紊乱，都将在光谱上表现变化。传统监测污染的方法费时费力，不能满足快速实时监测的需求。农作物污染监测中的高光谱遥感监测应用技术是当前研究的重点。通过设置不同Cu2+浓度的盆栽试验，测得不同Cu2+胁迫浓度下玉米叶片的Cu2+含量、叶绿素含量以及高光谱反射率数据，系统分析玉米叶片光谱曲线的特征以及不同Cu2+胁迫浓度下的光谱分形维数与光谱指数变化的情况，建立玉米叶片Cu2+浓度、光谱分形维数和光谱指数的空间分布，研究Cu2+定性分析中光谱指数与光谱分形维数的关系。结果发现，光谱分形维数比光谱指数能更好地反映Cu2+污染下玉米植株的生理特征的变化，从而可以成为大范围监测玉米Cu2+污染的甄别依据。

关键词：玉米叶片;高光谱遥感;重金属污染;光谱分形维数;光谱指数

基金资助：国家自然科学基金(编号：41271436)；煤炭资源与安全开采国家重点实验室2017年开放基金(编号：SKLCRSM17KFA09)；中央高校基本科研业务费专项资金(编号：2009QD02)。