基于高光谱的冬油菜植株氮素积累量监测模型

来源：农业工程学报杂志2015年第20期北京时间：

作者：李岚涛,马驿,魏全全,汪善勤,任涛,李小坤,丛日环,王振,王少华,鲁剑巍,

摘要：为无损和定量研究高光谱技术在冬油菜植株氮素积累量（PNA, plant nitrogen accumulation）时空变化监测的适宜性及准确性，该文以两年田间氮肥水平试验为基础，采用单变量线性和非线性回归方法，建立基于特征光谱参数的冬油菜P NA高光谱估算模型。结果表明，采用比值光谱的方法可显著提高冬油菜冠层光谱反射率与PNA间的相关性，其最佳的波段组合为1 259 nm与492 nm处光谱反射率比值（R1259/R492），决定系数R2为0.85。高光谱参数间，以比值植被指数（RVI-5）、归一化光谱指数（NDSI）、线性内插法红边位置（REIP）、三角植被指数（TVI）、742 nm处一阶微分光谱值（FD742）和红边面积（SDR）等光谱参数与PNA相关性较好（平均R2和标准误SE分别为0.69和42.70），且以FD742表现最优（R2=0.79，SE=35.66）。精度分析结果显示，以光谱参数R1259/R492和FD742为自变量的指数方程模型作为高光谱监测油菜PNA的最佳模型，各生育期Noise Equivalent（NE）均较低且表现稳定，同时模型估测精度较高，R2分别为0.98和0.98，相对均方根误差RRMSE分别为0.73和0.72，相对误差MRE分别为14.42%和10.31%。该方法为快捷和精确评估冬油菜PNA提供了新的研究思路。

关键词：光谱, 氮, 模型, 植株氮素积累量, 高光谱参数, 最优光谱比值