土壤含水率是決定作物長勢及產(chǎn)量的重要因素,高效精準(zhǔn)的診斷土壤含水率對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義,也能夠為節(jié)水灌溉提供理論依據(jù)。本文以5種水分梯度灌溉下(95%、80%、70%、60%、40%田間持水量)的田間玉米為研究對象,在玉米不同的生育期,采用無人機(jī)獲取試驗區(qū)域的熱紅外、可見光、多光譜影像。通過對無人機(jī)圖像的處理,采用不同的方法提取玉米冠層和地表土壤的相關(guān)溫度信息和光譜信息,對比各種提取方法的差異性。并由此計算玉米覆蓋度(f)、地表相對溫差(surface relative temperature difference,SRTD)、冠層相對溫差(canopy relative temperature difference,CRTD)、經(jīng)驗算法的作物缺水指數(shù)(crop water stress index,CWSI),再輔助葉面積指數(shù)LAI、株高等地面數(shù)據(jù)以及空氣溫濕度、風(fēng)速等氣象資料計算土壤熱慣量(P)、理論算法的作物缺水指數(shù)(crop water stress index,CWSI)。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)造了冠氣溫差與覆蓋度之比(T_ca/f)、水分溫度綜合指數(shù)(w...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的與意義
    1.3 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.3.1 熱紅外圖像溫度信息提取的研究進(jìn)展
        1.3.2 無人機(jī)熱紅外遙感診斷土壤含水率的研究進(jìn)展
        1.3.3 熱紅外遙感對部分植被覆蓋下的土壤含水率診斷研究進(jìn)展
    1.4 存在的問題
    1.5 研究內(nèi)容
    1.6 技術(shù)路線
第二章 材料與方法
    2.1 研究區(qū)域概況
    2.2 試驗設(shè)計
        2.2.1 試驗區(qū)域設(shè)計
        2.2.2 灌水梯度設(shè)計
        2.2.3 數(shù)據(jù)采集設(shè)計
    2.3 數(shù)據(jù)采集
        2.3.1 無人機(jī)圖像采集
        2.3.2 地面數(shù)據(jù)采集
        2.3.3 氣象數(shù)據(jù)采集
    2.4 無人機(jī)圖像的預(yù)處理
        2.4.1 無人機(jī)圖像拼接與幾何校正
        2.4.2 無人機(jī)圖像的配準(zhǔn)
        2.4.3 熱紅外圖像的溫度轉(zhuǎn)化與校準(zhǔn)
        2.4.4 多光譜圖像的地表反射率提取
    2.5 相關(guān)指數(shù)的計算
        2.5.1 玉米覆蓋度的計算
        2.5.2 冠層相對溫差與地表相對溫差
        2.5.3 作物缺水指數(shù)CWSI的經(jīng)驗計算式
        2.5.4 熱慣量的計算
        2.5.5 作物缺水指數(shù)CWSI的理論計算式
第三章 無人機(jī)熱紅外圖像溫度信息的提取方法研究
    3.1 熱紅外圖像中溫度信息的直接提取
        3.1.1 監(jiān)督分類的支持向量機(jī)(SVM)法
        3.1.2 非監(jiān)督分類的K-Means法
        3.1.3 直方圖統(tǒng)計法
    3.2 結(jié)合可見光圖像提取熱紅外圖像的溫度信息
        3.2.1 可見光圖像的地物分類
        3.2.2 冠層或土壤矢量文件的提取
        3.2.3 熱紅外圖像溫度信息的掩膜提取
    3.3 熱紅外圖像提取的溫度信息驗證
    3.4 溫度信息的優(yōu)化
    3.5 小結(jié)與討論
第四章 覆蓋度對無人機(jī)熱紅外遙感診斷土壤含水率的影響
    4.1 不同分類方法計算的玉米植株覆蓋度變化趨勢
    4.2 不同分類方法提取的玉米冠層溫度變化趨勢
    4.3 覆蓋度的差異性對冠層溫度的表征
    4.4 冠-氣溫差反演不同深度的土壤含水率
    4.5 冠-氣溫差與覆蓋度之比反演不同深度的土壤含水率
    4.6 土壤含水率反演的精度評價
    4.7 小結(jié)與討論
第五章 結(jié)合冠層溫度與地表溫度的綜合指數(shù)診斷土壤含水率的研究
    5.1 冠層相對溫差、地表相對溫差的變化趨勢
    5.2 冠層相對溫差、地表相對溫差與土壤含水率的相關(guān)關(guān)系
        5.2.1 單一指數(shù)與土壤含水率的相關(guān)關(guān)系
        5.2.2 權(quán)重求和的復(fù)合指數(shù)與土壤含水率的相關(guān)關(guān)系
    5.3 水分-溫度綜合指數(shù)WTCI
    5.4 不同水分梯度的作物缺水指數(shù)、水分-溫度綜合指數(shù)變化趨勢
    5.5 作物缺水指數(shù)與不同深度土壤含水率的相關(guān)關(guān)系
    5.6 水分-溫度綜合指數(shù)與不同深度土壤含水率的相關(guān)關(guān)系
        5.6.1 部分覆蓋條件下WTCI1與土壤含水率的關(guān)系
        5.6.2 全覆蓋條件下WTCI2與土壤含水率的關(guān)系
    5.7 小結(jié)與討論
第六章 基于熱慣量和CWSI診斷部分覆蓋玉米土壤含水率研究
    6.1 熱紅外圖像中提取的地表溫度與冠層溫度變化趨勢
    6.2 歸一化作物缺水指數(shù)N_CWSI與歸一化熱慣量N_P的變化趨勢
    6.3 熱慣量P診斷玉米表層土壤含水率的研究
    6.4 作物缺水指數(shù)CWSI診斷玉米表層土壤含水率的研究
    6.5 結(jié)合P與 CWSI的指數(shù)A診斷玉米表層土壤含水率的研究
    6.6 小結(jié)與討論
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷



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