基于多生育期NDVI变化特征的冬小麦覆盖度提取

来源：农业机械学报杂志2026年第2期北京时间：

作者：李阳，赵博，郭若宇，邢高勇，张银桥，苑严伟，朱志强

单位：中国农业机械化科学研究院集团有限公司;农业装备技术全国重点实验室,中国农业机械化科学研究院集团有限公司;农业装备技术全国重点实验室,中国农业机械化科学研究院集团有限公司;农业装备技术全国重点实验室,中国农业机械化科学研究院集团有限公司;农业装备技术全国重点实验室,中国农业机械化科学研究院集团有限公司;农业装备技术全国重点实验室,中国农业机械化科学研究院集团有限公司;农业装备技术全国重点实验室,中国农业机械化科学研究院集团有限公司;农业装备技术全国重点实验室,

摘要：植被覆盖度是反映地表植被分布的重要参数，遥感影像中非植被背景的剔除对于基于遥感影像的早期作物产量预测、长势监测等具有重要意义。本文利用无人机遥感系统获取冬小麦返青期、拔节期、抽穗期、灌浆期NDVI（Normalized difference vegetation index）影像及拔节期、抽穗期、灌浆期与返青期冬小麦NDVI差值影像，基于最大类间方差法（Otsu）对各生育期冬小麦植被及非植被NDVI进行分割（NDVI-OTSU植被提取方法），并基于Otsu对冬小麦各生育期NDVI差值影像进行初步分割，进行掩膜等提取后利用Otsu进行再分割，进而实现对各生育期冬小麦植被及非植被NDVI的分割（NDVID-OTSU植被提取方法）。对比2种方法提取作物植被效果，结果表明：对于NDVI-OTSU植被提取方法，作物植被各生育期提取误差为16.68%、7.24%、7.40%、10.79%，各生育期提取精度由高到低为拔节期、抽穗期、灌浆期、返青期。NDVID-OTSU植被提取方法各生育期提取误差分别为6.44%、3.53%、1.36%、4.15%，精度均高于基于NDVI-OTSU的植被提取方法，各生育期植被提取精度由高到低依次为抽穗期、拔节期、灌浆期、返青期。非植被背景剔除后，各生育期NDVI与冬小麦产量相关性进一步提高，其中返青期提升幅度最大。在低植被覆盖度时，植被覆盖度与NDVI及冬小麦产量相关性较好，在高植被覆盖度时，相关性变差，出现严重饱和现象。基于NDVID-OTSU的作物植被提取为作物早期长势监测等提供了一种快速、有效的方法。

关键词：小麦;NDVI;Otsu;覆盖度;多生育期;产量

基金资助：国家重点研发计划项目（2024YFD2301100、2022YFD2001502）