【摘要】：[研究目的]:本研究主要探討了不同水分處理條件下棉花新陸早45號和62號關(guān)鍵生育時期光譜變量及光合特征參數(shù)的變化特征,建立二者的相關(guān)回歸模型,并對植被指數(shù)與棉花產(chǎn)量及纖維品質(zhì)指標進行相關(guān)分析,篩選出最佳的估測棉花產(chǎn)量及品質(zhì)的植被指數(shù),為實現(xiàn)有效、快速、非破壞的對棉花大面積的生長狀況的診斷與監(jiān)測,產(chǎn)量及品質(zhì)的預(yù)測提供理論依據(jù)。[研究方法]:采用美國ASD公司生產(chǎn)的Fieldspec Pro FR 2500型背掛式高光譜輻射儀,在兩個棉花品種不同水分處理條件的關(guān)鍵生育期進行了5次數(shù)據(jù)采集,分析并計算一系列高光譜變量,如:原始光譜反射率、一階微分、“三邊”參數(shù)、植被指數(shù)等;同時采用Li-6400光合儀同步獲取棉花2品種關(guān)鍵生育時期光合生理指標,如:凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci);收獲期進行棉花產(chǎn)量的測定,同時取樣品進行棉花纖維品質(zhì)的檢驗,分析光譜變量與各指標間的相關(guān)關(guān)系,建立監(jiān)測棉花生長狀況的高光譜遙感監(jiān)測模型。[研究結(jié)果]:(1)不同水分處理下光譜反射率在近紅外波段處表現(xiàn)出明顯的差異,“三邊”曲線呈現(xiàn)出明顯的“峰”、“谷”現(xiàn)象,“紅邊”面積表現(xiàn)出的顯著差異要高于“紅邊”斜率。因此,近紅外波段處反射率、“三邊”曲線中“峰”“谷”特征及“紅邊”面積能很好監(jiān)測棉花的水分含量。(2)棉花2品種在關(guān)鍵生育時期內(nèi)光合特征參數(shù)表現(xiàn)出先增加后下降的趨勢,在盛花結(jié)鈴期達到最大值,方差分析表明,不同水分處理間,隨著灌溉量的增加光合特征參數(shù)逐漸增大,后期表現(xiàn)出顯著性差異,不同水分處理下新陸早45號光合特征參數(shù)之間的差異明顯高于新陸早62號。(3)光譜反射率與Pn在780 nm處達到最大正相關(guān)(r=0.53**,n=40)。一階微分光譜與Pn在693 nm處達到最大正相關(guān)(r=0.67**,n=40)。利用780 nm反射率及693 nm處一階微分值預(yù)測Pn與實測Pn進行相關(guān)分析,結(jié)果表明一階微分預(yù)測精度高于光譜反射率(r_(693 nm處一階微分估測Pn-實測Pn)=0.71**,RMSE=2.42;r_(780 nm反射率估測Pn-實測Pn)=0.67**,RMSE=2.76,n=40)。預(yù)測精度達到80%以上。“紅邊”斜率(Dr)與Pn、Tr表現(xiàn)出顯著性相關(guān),最大相關(guān)系數(shù)為r新陸早45號Dr-Tr=0.66**,“紅邊”面積(SDr)與Pn、Tr、Gs均表現(xiàn)出顯著性相關(guān),最大相關(guān)系數(shù)為r新陸早45號SDr-Tr=0.68**,且“紅邊”面積預(yù)測Pn的精度高于“紅邊”斜率(r_(SDr預(yù)測Pn-實測Pn)=0.67**,RMSE=2.51,rDr預(yù)測Pn-實測Pn=0.63**,RMSE=2.77,n=40)。估測精度達到85%以上。紅外近紅外波段反射率組合構(gòu)成的紅邊歸一化植被指數(shù)RENDVI、比值植被指數(shù)RVI與光合特征參數(shù)的相關(guān)性最好。其中RENDVI與Pn表現(xiàn)出極顯著的線性函數(shù)相關(guān)(r新陸早45號RENDVI-Pn=0.89**,r新陸早62號RENDVI-Pn=0.71**,n=20)。與Tr表現(xiàn)出極顯著的對數(shù)函數(shù)相關(guān)(r_(新陸早)45_號RENDVI-Tr=0.78**,r_(新陸早)62_號RENDVI-Tr=0.64**,n=20)。RVI同樣與Pn、Tr表現(xiàn)出較好的相關(guān)性(r_(新陸早)45_號(RVI-Pn)=0.87**,r新陸早45號(RVI-Tr)=0.78**;r新陸早62號(RVI-Pn)=0.70**,r新陸早62號(RVI-Tr)=0.72**,n=20),對RENDVI及RVI預(yù)測Pn與實測Pn進行相關(guān)分析,相關(guān)系數(shù)r值均達到極顯著相關(guān)水平(r_(RENDVI)預(yù)測Pn-實測Pn=0.82**,RMSE=2.13;rRVI預(yù)測Pn-實測Pn=0.86**,RMSE=1.7,n=40)。RVI預(yù)測精度高于RENDVI,預(yù)測精度達到90%以上。因此植被指數(shù)RENDVI及RVI能作為預(yù)測棉花光合特征參數(shù)的較好指標,建立二者的模型能更好地監(jiān)測棉花的生長狀況。(4)將歸一化植被指數(shù)NDVI及RVI與棉花產(chǎn)量及纖維品質(zhì)指標進行相關(guān)分析,結(jié)果表明,NDVI及RVI與皮棉產(chǎn)量在盛花期的相關(guān)性最高(r_(NDVI-yield))=0.97**,r_(RVI-yield)=0.97**,n=20);NDVI、RVI與纖維品質(zhì)指標在開花期的相關(guān)性達到最高。因此,花期建立二者模型能較好預(yù)測產(chǎn)量及纖維品質(zhì)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S562;S127

【參考文獻】

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本文編號：2400403