針對(duì)現(xiàn)有兩波段光譜儀在實(shí)際應(yīng)用中存在的植被指數(shù)單一、生長指標(biāo)反演精度低等問題,該研究研發(fā)了一款便攜式三波段作物生長監(jiān)測儀CGMD303(Crop-Growth Monitoring and Diagnosis,CGMD)并于2018年7—9月開展了水稻田間試驗(yàn)研究。結(jié)果表明,CGMD303獲取的植被指數(shù)與商用儀器ASD FieldSpec HandHeld2呈良好的線性相關(guān)關(guān)系,同時(shí)基于CGMD303構(gòu)建的水稻生長監(jiān)測模型可以有效預(yù)測葉面積指數(shù)、葉片干質(zhì)量、葉片氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)和葉片氮積累量,決定系數(shù)分別為0.85、0.72、0.45和0.68,相對(duì)均方根誤差分別為0.21、0.32、0.13和0.39。CGMD303可以有效獲取冠層光譜反射率,構(gòu)建的水稻指標(biāo)監(jiān)測模型可以精確預(yù)測葉面積指數(shù)、生物量和氮素指標(biāo),可為水稻田間栽培工作提供決策依據(jù)。

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【部分圖文】：

圖1 便攜式三波段作物生長監(jiān)測儀

CGMD303由三波段傳感器、傳感器支架、水平儀等部件組成。其中，多光譜作物生傳感器在結(jié)構(gòu)上分為上行光傳感器和下行光傳感器。上行光傳感器可以接收太陽光在660、730和815nm波段處的輻射信息；下行光傳感器用于接收作物冠層在對(duì)應(yīng)波段的反射輻射信息，通過對(duì)上下行光傳感器的輻射信....

圖2 便攜式三通道作物生長監(jiān)測儀與便攜式地物高光譜儀的植被指數(shù)測定值擬合關(guān)系

為評(píng)價(jià)CGMD303獲取水稻植被指數(shù)的性能，將CGMD303和ASD獲取的植被指數(shù)進(jìn)行回歸分析。如圖2所示，CGMD303獲取的TVI-1和TVI-2與商用儀器ASD獲取的對(duì)應(yīng)值的擬合結(jié)果均呈線性關(guān)系，但不同植被指數(shù)的擬合精度存在一定差異。TVI-1的擬合結(jié)果優(yōu)于TVI-2，趨勢....

圖4 水稻生長指標(biāo)監(jiān)測模型驗(yàn)證結(jié)果

對(duì)構(gòu)建的水稻生長指標(biāo)監(jiān)測模型的預(yù)測效果進(jìn)行驗(yàn)證，各生長指標(biāo)的實(shí)測值與預(yù)測值的擬合關(guān)系如圖4所示。TVI-2對(duì)LAI、LDW、LNA的預(yù)測效果較好，R2分別為0.85、0.72、0.68,RRMSE分別為0.21、0.32、0.39，而TVI-1則對(duì)LNC的預(yù)測效果優(yōu)于TVI-2,....

圖3 植被指數(shù)與水稻生長指標(biāo)的擬合關(guān)系

植被指數(shù)與水稻LAI的擬合結(jié)果較高，TVI-1和TVI-2與各品種呈指數(shù)關(guān)系，而相同植被指數(shù)下Ⅱ優(yōu)728的LAI數(shù)值大于淮稻5號(hào)。2種植被指數(shù)與LAI的擬合結(jié)果相近，其中TVI-1與秈、粳亞種LAI擬合的R2分別為0.90、0.74,RRMSE分別為0.12、0.21，而TVI-....

本文編號(hào)：4031200