最近幾十年來(lái),我國(guó)農(nóng)業(yè)取得巨大成就的同時(shí)也面臨著日益嚴(yán)重的危機(jī),其中,化肥和農(nóng)藥過(guò)量投入問(wèn)題,給生態(tài)環(huán)境、農(nóng)產(chǎn)品安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展都造成了巨大的壓力。為了有效遏制這一局面,需要利用快速、無(wú)損、低成本的作物營(yíng)養(yǎng)及長(zhǎng)勢(shì)信息探測(cè)設(shè)備來(lái)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)按需施肥,增產(chǎn)的同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的破壞。氮素是直接反映植被營(yíng)養(yǎng)狀況及代謝的重要組分,也是長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、營(yíng)養(yǎng)診斷乃至品質(zhì)評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。便攜式、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的植被氮素營(yíng)養(yǎng)監(jiān)測(cè)與診斷儀器是作物氮肥科學(xué)管理基運(yùn)籌調(diào)控的必要手段和關(guān)鍵設(shè)備之一。本論文以研制植被冠層氮素的快速探測(cè)儀器為目標(biāo),以不同的技術(shù)方案對(duì)植被氮素含量快速探測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,完成的主要研究成果和結(jié)論如下：（1）研制了以太陽(yáng)光為光源,以濾光片為分光器件的被動(dòng)光源式植被冠層氮素探測(cè)儀器—一（NRI-0SAVI）一體化氮素測(cè)量?jī)x。該儀器以硅光電探測(cè)器為探測(cè)傳感器,通過(guò)測(cè)量570nm、670nm和800nm三個(gè)特征波長(zhǎng)處太陽(yáng)的入射光和植被冠層的反射光,計(jì)算出三個(gè)特征波長(zhǎng)的反射率,最終計(jì)算得到NRI和OSAVI植被指數(shù)值,可同時(shí)測(cè)定植被的氮素含量和長(zhǎng)勢(shì)青況。傳感器視場(chǎng)角為60°,測(cè)量高度可變。試... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：122 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
    1.1 研究的目的和意義
        1.1.1 氮素是植被個(gè)體及生態(tài)系統(tǒng)的重要因子
        1.1.2 植被氮素來(lái)源
        1.1.3 植被氮素測(cè)量方法
        1.1.4 課題研究的目的和意義
    1.2 氮素及植被營(yíng)養(yǎng)遙感探測(cè)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 高光譜技術(shù)應(yīng)用于植被冠層氮素探測(cè)
        1.2.2 高光譜圖像應(yīng)用于植被冠層營(yíng)養(yǎng)診斷
        1.2.3 氮素檢測(cè)儀器應(yīng)用于植被營(yíng)養(yǎng)診斷
        1.2.4 植被氮素垂直分布特性
        1.2.5 多波段激光雷達(dá)應(yīng)用于植被營(yíng)養(yǎng)診斷研究
    1.3 氮素快速探測(cè)儀器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 被動(dòng)光源的氮素快速探測(cè)儀器
        1.3.2 主動(dòng)光源式植被氮素探測(cè)儀器
        1.3.3 多波段激光雷達(dá)研究進(jìn)展
    1.4 本研究的主要難點(diǎn)
    1.5 本研究的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 光譜探測(cè)理論及技術(shù)基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 基于光譜的植被營(yíng)養(yǎng)檢測(cè)原理
    2.3 植被指數(shù)
    2.4 目標(biāo)光學(xué)特性
        2.4.1 目標(biāo)光學(xué)特性
        2.4.2 背景光學(xué)特性
    2.5 激光雷達(dá)理論
        2.5.1 激光雷達(dá)探測(cè)原理
        2.5.2 激光雷達(dá)距離方程
        2.5.3 激光測(cè)距
    2.6 本章小結(jié)
第三章 被動(dòng)式植被冠層氮素探測(cè)儀器研究
    3.1 引言
    3.2 儀器開(kāi)發(fā)
        3.2.1 整體介紹
        3.2.2 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        3.2.3 硬件電路設(shè)計(jì)
        3.2.4 軟件設(shè)計(jì)
    3.3 儀器標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 主動(dòng)式植被冠層氮素探測(cè)儀器研究
    4.1 引言
    4.2 儀器開(kāi)發(fā)
        4.2.1 整體介紹
        4.2.2 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.2.3 硬件電路設(shè)計(jì)
        4.2.4 軟件設(shè)計(jì)
    4.3 儀器標(biāo)定與試驗(yàn)
        4.3.1 儀器標(biāo)定
        4.3.2 儀器試驗(yàn)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 多光譜激光雷達(dá)植被氮素探測(cè)研究
    5.1 引言
    5.2 激光雷達(dá)方程與波形模擬
        5.2.1 激光雷達(dá)方程
        5.2.2 多波段激光雷達(dá)回波波形模擬
    5.3 儀器研制
        5.3.1 激光光源
        5.3.2 光學(xué)系統(tǒng)
        5.3.3 光電探測(cè)器
        5.3.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換與波形記錄
        5.3.5 掃描裝置
    5.4 儀器試驗(yàn)
        5.4.1 光路及波形檢測(cè)實(shí)驗(yàn)
        5.4.2 測(cè)距實(shí)驗(yàn)
        5.4.3 光譜試驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要研究進(jìn)展與成果
    6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 論文存在的不足和今后研究的方向
附錄
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國(guó)氮肥發(fā)展、貢獻(xiàn)和挑戰(zhàn)[J]. 張衛(wèi)峰,馬林,黃高強(qiáng),武良,陳新平,張福鎖.  中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(15)
[2]作物生長(zhǎng)信息獲取多光譜傳感器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 倪軍,王婷婷,姚霞,曹衛(wèi)星,朱艷.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2013(05)
[3]烤煙冠層光譜參數(shù)與氮素垂直分布相關(guān)性研究[J]. 葉曉青,鄒勇,余志虹,陳雨峰,王維,陳建軍.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2013(05)
[4]便攜式作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)診斷儀性能試驗(yàn)[J]. 楊建寧,張井超,朱艷,姚霞,曹衛(wèi)星,倪軍.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2013(04)
[5]基于ASD和FISS的植被葉片氮素含量反演研究[J]. 熊鷹,劉波,岳躍民.  生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2013(04)
[6]便攜式作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)診斷儀的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 倪軍,姚霞,田永超,曹衛(wèi)星,朱艷.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(06)
[7]高光譜在水稻含氮量測(cè)定中的應(yīng)用研究[J]. 吳連喜,胡軍杰,游黨呈,王臻.  安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(02)
[8]基于LabVIEW實(shí)現(xiàn)的多光譜激光雷達(dá)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)[J]. 史碩,龔?fù)?祝波,宋沙磊.  光學(xué)與光電技術(shù). 2012(06)
[9]蘋(píng)果葉片氮素含量快速檢測(cè)模型[J]. 張瑤,鄭立華,李民贊,鄧小蕾.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2012(S1)
[10]四波段作物冠層分析儀設(shè)計(jì)[J]. 李修華,張鋒,李民贊,趙瑞嬌,李樹(shù)強(qiáng).  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2011(11)

博士論文
[1]小麥冠層和單葉氮素營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的高光譜監(jiān)測(cè)研究[D]. 姚霞.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
[2]基于光譜的煙草生長(zhǎng)與品質(zhì)監(jiān)測(cè)研究[D]. 李佛琳.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]面向變量施肥應(yīng)用的OSAVI測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)[D]. 趙天奇.北京化工大學(xué) 2009
[2]成像光譜儀分光技術(shù)研究[D]. 蘇麗娟.中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所） 2006



本文編號(hào)：3494723