基于多生育期光谱变量的水稻直链淀粉含量监测

来源：农业工程学报杂志2020年第8期北京时间：

作者：谢莉莉,王福民,张垚,黄敬峰,胡景辉,王飞龙,姚晓萍,

摘要：直链淀粉含量是评价稻米品质的重要指标之一，其累积生长过程是多生育期、多因素综合作用的结果。为了探究多生育期信息引入对水稻籽粒直链淀粉含量监测模型的影响，实现水稻品质信息的大规模准确监测。该研究选取水稻孕穗期、抽穗期、灌浆期和成熟期这4个有关水稻籽粒形成发育的生育期的冠层光谱，分析原光谱、植被指数、高光谱特征参数，及其变换形式与水稻籽粒直链淀粉含量的相关性，筛选得到相关性较好的光谱变量，并利用逐步回归的方法进行建模，建立基于多生育期光谱变量的直链淀粉含量预测模型。结果表明：一阶导数、差值植被指数（Difference Vegetation Index, DVI）、比值植被指数（Ratio Vegetation Index, RVI）及成熟期特征参数表现出较高敏感性，最适用于直链淀粉含量预测的生育期为成熟期，而多生育期信息的综合利用能显著提高模型预测精度，最佳多生育期预测模型为孕穗-抽穗-成熟期组合模型，建模决定系数（Coefficient of Determination, R2）为0.708，均方根误差（Root Mean Square Error, RMSE）为0.711%，平均绝对百分比误差（Mean Absolute Percent Error, MAPE）为3.22%，验证R2为0.631，RMSE为0.768%，MAPE为3.99%，证明该模型能较为精确地预测籽粒直链淀粉含量，为稻米品质指标大尺度统计监测提供一定的技术支撑和应用基础。

关键词：遥感, 模型, 多生育期, 直链淀粉含量, 高光谱