杨树叶片叶绿素含量高光谱估算模型研究

来源：农业机械学报杂志2015年第8期北京时间：

作者：程志庆,张劲松,孟平,李岩泉,王鹤松,李春友

单位：中国林业科学研究院林业研究所国家林业局林木培育重点实验室,中国林业科学研究院林业研究所国家林业局林木培育重点实验室,中国林业科学研究院林业研究所国家林业局林木培育重点实验室,中国林业科学研究院林业研究所国家林业局林木培育重点实验室,北京林业大学,河北农业大学,

摘要：以盆栽107号杨树为研究对象，在验证杨树叶片的SPAD值可作为衡量其叶绿素含量指标的基础上，基于最佳指数-相关系数法（OIFC），提取了杨树叶绿素特征波段（中心波长350、715、1 150 nm），建立了以该组合波段原始光谱数据为自变量的杨树叶片叶绿素含量估算模型；利用相关系数法，提取了杨树叶绿素归一化植被指数的计算波段（中心波长705、953 nm）与一阶光谱导数的叶绿素特征波段（中心波长647、691、721 nm），且分别建立了基于归一化植被指数、叶面叶绿素指数、一阶光谱导数为自变量的杨树叶片叶绿素含量估算模型；比较分析所建立的模型精度，筛选出杨树叶片的叶绿素含量最优估算模型。结果表明：化学法测得杨树叶片叶绿素含量与其对应的SPAD值之间具有显著的幂函数关系，R2可达0.902 3。利用OIFC法提取的叶绿素最佳三波段组合的高光谱数据为自变量，与叶片叶绿素含量构建的模型预测值与实测值具有显著的线性关系，决定系数为0.944 5；相比其他模型，该模型的精度最高且均方根误差最小。可见，基于OIFC法构建的杨树叶绿素高光谱模型具有较高的精度，是估算杨树叶片叶绿素含量的最优模型。

关键词：杨树;叶片;叶绿素含量;高光谱;估算模型

基金资助：国家自然科学基金资助项目（41105076）、国家重点基础研究发展计划（973计划）资助项目（2012CB956202）和林业公益性行业科研专项资助项目（201204105）