利用高光谱表面反射率数据检测山核桃叶绿素含量

利用高光谱表面反射率数据检测山核桃叶绿素含量

本文旨在评估利用手持式光谱仪测得的山核桃光谱表面反射率数据与用SPAD叶绿素计测得叶绿素含量之间的关系,植物表型资讯介绍如下:

叶绿素计(SPAD)是一种手持式、无损、方便可靠的仪器,可用于确定是否已施用足够的氮肥维持植物的最佳生长。但是利用SPAD进行大规模叶绿素含量测定具有耗时、费力、不适合自动化等缺点。高光谱表面反射率数据具有估算水份状况和叶绿素含量等植物生化参数的潜力。利用高光谱遥感数据可实现叶绿素含量的大规模、快速、自动化检测。然而,目前研究人员尚不清楚高光谱表面反射率数据是否能够有效检测生长季节山核桃叶绿素含量(SPAD)。本文旨在评估利用手持式光谱仪测得的山核桃光谱表面反射率数据与用SPAD叶绿素计测得叶绿素含量之间的关系。1

2012年至2013年研究期间,利用手持光谱仪(ASD)从田间水平反射率得到的冠层反射率与两个地点叶片叶绿素含量(SPAD)之间的测定系数(R2

研究人员分别对土质为粘壤土和砂壤土的两个成熟山核桃果园冠层尺度高光谱遥感数据和叶片叶绿素含量进行为期两年的同步采集。实验结果表明:高光谱表面反射率数据与叶绿素含量有关。1)两个果园中,遥感数据与叶绿素含量相关性由第一年的较高(R2≥0.8)到中等(0.8≥R2≥0.6)再到第二年较低(R2 < 0.6);2)第一年,与冠层反射率光谱上的其他波长(350-500和730-2450 nm)相比,粘壤土山核桃园中500 ~ 720 nm波段的冠层反射率(R2 > 0.6)与叶绿素含量呈中等到高的相关性;3)等高线图显示,第一年,两个果园中分子波长在600 – 680 nm范围内、分母波长在可见光和近红外光谱(350-1600 nm)范围内的频带比与叶绿素含量具有较高的相关性;4)第一年,在粘壤土山核桃园中得到的植被指数NDVI,mNDVI,SIPI,SIPI2和PSRI具有较高的回归值(0.91≥R2≥0.87),砂壤土中的植被指数具有中等回归值(0.73≥R2≥0.67)。综上所述,冠层反射率数据为研究山核桃果园叶片叶绿素含量提供了希望。

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2012 – 2013年研究期间,两个试验点(粘壤土和砂壤土)冠层表面反射率波段在光谱范围内的相关系数

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在两个果园和2012年和2013年的研究期间使用田间水平反射率得出的叶绿素含量(SPAD)和频带比之间的测定系数(R2

 

来源:

Othman Y A, Al-Ajlouni M G and Hilaire R St. USING HYPERSPECTRAL SURFACE REFLECTANCE DATA TO DETECT CHLOROPHYLL CONTENT IN PECANS. Fresenius Environmental Bulletin.

 

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