精準灌溉是農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢,無人機熱紅外遙感可以快速地診斷作物水分脅迫狀況,并具有動態(tài),實時和廉價性等優(yōu)點。本研究以I₁（50%田間持水量）、I₂（65%田間持水量）、I₃（80%田間持水量）、I₄（對照組95%~100%田間持水量）4種不同控水的棉花為試驗對象,應用無人機熱紅外傳感器獲取關鍵生育期（盛花期、盛鈴期、吐絮期）的棉花冠層熱紅外影像,并計算水分脅迫指數(shù)（crop water stress index,CWSI）。同時采集棉花葉片氣孔導度（Gs）、蒸騰速率（Tr）、土壤水分（soil water content,SWC）、葉片相對含水率（relative water contents,RWC）和作物表型信息等,研究剔除無人機熱紅外影像土壤背景的不同算法對作物水分脅迫指數(shù)的影響,分析消除土壤背景后的純冠層溫度特征數(shù)、基于冠層溫度直方圖的簡化作物水分脅迫指數(shù)與作物水分脅迫狀況的相關關系,最后,利用作物地面覆蓋度和葉面積指數(shù)對作物水分脅迫指數(shù)標準化處理,并探究標準化作物水分脅迫指數(shù)與作物根域土壤水... 

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻綜述
    1.1 研究的背景和意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的與意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 無人機熱紅外影像土壤背景剔除的研究進展
        1.2.2 冠層溫度診斷作物水分虧缺方法的研究進展
        1.2.3 水分脅迫指數(shù)簡化法診斷作物水分虧缺的研究進展
        1.2.4 無人機熱紅外遙感監(jiān)測作物水分脅迫的研究進展
    1.3 存在的問題
    1.4 研究內(nèi)容
    1.5 技術路線
第二章 材料與方法
    2.1 研究區(qū)概況
        2.1.1 小區(qū)試驗區(qū)概況
        2.1.2 大田試驗區(qū)概況
    2.2 試驗設計
    2.3 無人機熱紅外系統(tǒng)
    2.4 作物水分脅迫指數(shù)
    2.5 數(shù)據(jù)采集與方法
        2.5.1 無人機熱紅外影像獲取和校準
        2.5.2 棉花冠層表型信息數(shù)據(jù)采集
        2.5.3 棉花葉片生理指標數(shù)據(jù)采集
        2.5.4 棉花根域土壤含水率的數(shù)據(jù)采集
        2.5.5 棉花葉片相對含水率的數(shù)據(jù)采集
    2.6 棉花干物質總量數(shù)據(jù)的采集
    2.7 棉花產(chǎn)量數(shù)據(jù)的采集
    2.8 數(shù)據(jù)處理與分析
第三章 剔除熱紅外影像土壤背景的水分脅迫指數(shù)的研究
    3.1 土壤背景對棉花冠層溫度直方圖的影響
    3.2 剔除熱紅外影像土壤背景的方法
        3.2.1 二值化Otsu算法
        3.2.2 Canny邊緣檢測算法
    3.3 剔除土壤背景圖像結果分析
    3.4 土壤背景像元對溫度直方圖的影響
    3.5 土壤背景對理論作物水分脅迫指數(shù)的影響
    3.6 理論作物水分脅迫指數(shù)與棉花葉片氣孔導度的關系
    3.7 理論作物水分脅迫指數(shù)與棉花葉片氣孔導度的模型驗證
    3.8 討論
    3.9 小結
第四章 冠層溫度特征數(shù)與棉花生理參數(shù)及土壤水分的關系研究
    4.1 棉花冠層溫度直方圖分析
        4.1.1 棉花冠層溫度直方圖規(guī)律分析
        4.1.2 棉花冠層溫度直方圖特征數(shù)分析
    4.2 冠層溫度特征數(shù)的變化趨勢
    4.3 冠層溫度特征數(shù)與生理指標的關系研究
    4.4 冠層溫度特征數(shù)與水分脅迫指數(shù)的關系
    4.5 討論
    4.6 結論
第五章 簡化作物水分脅迫指數(shù)表征棉花水分狀況的研究
    5.1 不同邊緣檢測算法剔除熱紅外圖像的對比分析
    5.2 簡化水分脅迫指數(shù)的計算參數(shù)
    5.3 作物水分脅迫指數(shù)與生理指標的關系
    5.4 水分脅迫指數(shù)與棉花根域土壤含水率的關系
    5.5 簡化作物水分脅迫指數(shù)的分布圖
    5.6 討論
    5.7 小結
第六章 標準化作物水分脅迫指數(shù)診斷棉花水分脅迫的研究
    6.1 不同水分脅迫的棉花株高及莖粗的變化趨勢
        6.1.1 不同水分脅迫棉花株高的變化
        6.1.2 不同水分脅迫棉花莖粗的變化
    6.2 不同水分脅迫的棉花葉面積及覆蓋度的變化趨勢
        6.2.1 不同水分脅迫棉花葉面積的變化
        6.2.2 不同水分脅迫的棉花地面覆蓋度變化
    6.3 棉花葉片相對含水率和土壤含水率的變化趨勢
    6.4 標準化作物水分脅迫指數(shù)的研究
        6.4.1 傳統(tǒng)簡化作物水分脅迫指數(shù)的診斷模型
        6.4.2 標準化水分脅迫指數(shù)的診斷模型
    6.5 標準化作物水分脅迫指數(shù)與棉花干物質總量的關系
    6.6 不同水分脅迫對棉花產(chǎn)量的影響
    6.7 討論
    6.8 小結
第七章 結論與展望
    7.1 結論
    7.2 創(chuàng)新點
    7.3 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷



本文編號：3647522