【摘要】：煙煤病是我國南方熱帶、亞熱帶地區(qū)一種非常普遍的植物病害,對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大危害,對其監(jiān)測預(yù)報是實施有效治理措施的重要基礎(chǔ)和依據(jù)。為建立以高光譜數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的煙煤病嚴(yán)重程度反演模型,在重慶北碚城區(qū)采集50個銀木葉片樣本,利用ASD FieldSpec HandHeld光譜儀獲取高光譜數(shù)據(jù),通過數(shù)碼相機(jī)和ENVI軟件獲取葉面積數(shù)據(jù),將銀木葉片煙煤病面積與整個葉片面積的比例作為煙煤病的嚴(yán)重程度,建立相關(guān)性最大波段的煙煤病反演模型,探究煙煤病嚴(yán)重程度與光譜曲線之間可能存在的關(guān)系。結(jié)果表明:單葉尺度下,健康葉片在560nm波段附近有明顯的反射峰,隨著煙煤病嚴(yán)重程度增大,反射峰逐漸消失,在可見光與近紅外波段,總體上光譜反射率與煙煤病病情嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)性。500~650和720~850nm為煙煤病的光譜敏感波段,其中相關(guān)度最大值點為550nm波段,相關(guān)系數(shù)達(dá)到-0.72。在煙煤病嚴(yán)重程度與葉片波段原始光譜信息及多波段組合關(guān)系研究中,單葉尺度下785nm波段高光譜參數(shù)與煙煤病嚴(yán)重程度建立的回歸模型的決定系數(shù)(R~2)最大,為0.875。通過模型的顯著性檢驗和預(yù)測精度檢驗,785nm處的光譜反射率建立的二次曲線模型為最優(yōu)。證明在單葉尺度下,基于785nm波段的二次曲線模型反演煙煤病的效果較為理想。
【圖文】：

圖２不同煙煤病嚴(yán)重程度的銀木葉片Ｆｉｇ．２Ｌｅａｖｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌｄｅｇｒｅｅｏｆｓｏｏｔｙｍｏｕｌｄ段內(nèi)不同嚴(yán)重程度的葉片光譜反射率差異十分顯著［１２］，健康葉片在５６０ｎｍ附近有明顯的葉綠素高反射峰，而隨著煙煤病嚴(yán)重程度的增大，葉綠素反射峰逐漸消失，在煙煤病嚴(yán)重程度達(dá)到８０％以上時，葉片的光譜反射率保持平穩(wěn)。健康程度高的葉片在紅邊區(qū)域的光譜反射率會急劇升高，最高可達(dá)０．７８，而病變?nèi)~片的光譜反射率上升緩慢，并出現(xiàn)“紅移”現(xiàn)象。因此從單葉尺度光譜反射特征上看，５６０ｎｍ附近的高反射峰是區(qū)分健康葉片和病變?nèi)~片的重要依據(jù)；在近紅外波段內(nèi)，煙煤病越嚴(yán)重，銀木葉片的反射率越低，葉片的光譜反射率大小與煙煤病嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)。圖３銀木葉片光譜反射率隨波長變化曲線Ｆｉｇ．３ＴｈｅｃｕｒｖｅｏｆＣｉｎｎａｍｏｍｕｍＳｅｐｔｅｎｔｒｉｏｎａｌｅｌｅａｆｓｐｅｃｔｒａｌｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅｖａｒｉｅｓｗｉｔｈｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ圖４不同煙煤病嚴(yán)重程度銀木葉片光譜反射率曲線Ｆｉｇ．４ＳｐｅｃｔｒａｌｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅｃｕｒｖｅｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｖｅｌｏｆＳｏｏｔｙｍｏｕｌｄｓｅｖｅｒｉｔｙｆｏｒＣｉｎｎａｍｏｍｕｍＳｅｐｔｅｎｔｒｉｏｎａｌｅ２．３煙煤病嚴(yán)重程度與光譜反射率相關(guān)性研究本實驗主要是基于不同煙煤病嚴(yán)重程度的葉片與其對應(yīng)的光譜反射率之間的相關(guān)性研究，排除了葉綠素含量、水分、重金屬等組分的影響，煙煤病嚴(yán)重程度是影響葉片光譜信息的唯一變量。相關(guān)分析結(jié)果如圖５所示，總體上煙煤病嚴(yán)重程度與葉片光譜反射率呈負(fù)相關(guān)，５００～６３０和７

圖２不同煙煤病嚴(yán)重程度的銀木葉片Ｆｉｇ．２Ｌｅａｖｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌｄｅｇｒｅｅｏｆｓｏｏｔｙｍｏｕｌｄ段內(nèi)不同嚴(yán)重程度的葉片光譜反射率差異十分顯著［１２］，健康葉片在５６０ｎｍ附近有明顯的葉綠素高反射峰，而隨著煙煤病嚴(yán)重程度的增大，葉綠素反射峰逐漸消失，在煙煤病嚴(yán)重程度達(dá)到８０％以上時，葉片的光譜反射率保持平穩(wěn)。健康程度高的葉片在紅邊區(qū)域的光譜反射率會急劇升高，最高可達(dá)０．７８，而病變?nèi)~片的光譜反射率上升緩慢，并出現(xiàn)“紅移”現(xiàn)象。因此從單葉尺度光譜反射特征上看，５６０ｎｍ附近的高反射峰是區(qū)分健康葉片和病變?nèi)~片的重要依據(jù)；在近紅外波段內(nèi)，，煙煤病越嚴(yán)重，銀木葉片的反射率越低，葉片的光譜反射率大小與煙煤病嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)。圖３銀木葉片光譜反射率隨波長變化曲線Ｆｉｇ．３ＴｈｅｃｕｒｖｅｏｆＣｉｎｎａｍｏｍｕｍＳｅｐｔｅｎｔｒｉｏｎａｌｅｌｅａｆｓｐｅｃｔｒａｌｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅｖａｒｉｅｓｗｉｔｈｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ圖４不同煙煤病嚴(yán)重程度銀木葉片光譜反射率曲線Ｆｉｇ．４ＳｐｅｃｔｒａｌｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅｃｕｒｖｅｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｖｅｌｏｆＳｏｏｔｙｍｏｕｌｄｓｅｖｅｒｉｔｙｆｏｒＣｉｎｎａｍｏｍｕｍＳｅｐｔｅｎｔｒｉｏｎａｌｅ２．３煙煤病嚴(yán)重程度與光譜反射率相關(guān)性研究本實驗主要是基于不同煙煤病嚴(yán)重程度的葉片與其對應(yīng)的光譜反射率之間的相關(guān)性研究，排除了葉綠素含量、水分、重金屬等組分的影響，煙煤病嚴(yán)重程度是影響葉片光譜信息的唯一變量。相關(guān)分析結(jié)果如圖５所示，總體上煙煤病嚴(yán)重程度與葉片光譜反射率呈負(fù)相關(guān)，５００～６３０和７
【作者單位】： 首都師范大學(xué)三維信息獲取與應(yīng)用教育部重點實驗室;首都師范大學(xué)資源環(huán)境與地理信息系統(tǒng)北京市重點實驗室;西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項目(41201436,41201488)資助
【分類號】：S432.4

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1 楊慧;云南地區(qū)煙煤菌形態(tài)學(xué)與分子系統(tǒng)學(xué)的研究[D];中國林業(yè)科學(xué)研究院;2014年

本文編號：2551689