選取長江中下游的蕪湖地區(qū)超級水稻生產(chǎn)基地為試驗區(qū)域,以2019年7月20日-8月9日連續(xù)高溫日為試驗時段,設(shè)計基于消費級無人機與便攜式多光譜傳感器的水稻長勢遙感監(jiān)測系統(tǒng),并創(chuàng)建數(shù)據(jù)后處理分析與應(yīng)用方法,對處于生育敏感期稻株的光譜特征進(jìn)行研究,建立水稻高溫脅迫的反演識別模型。結(jié)果表明:稻株植被指數(shù)與葉面積指數(shù)呈顯著的指數(shù)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.918,由此建立稻株葉面積指數(shù)反演模型,并進(jìn)一步確定稻株出現(xiàn)高溫脅迫的葉面積指數(shù)判別條件。利用葉面積指數(shù)反演模型和判別條件對實驗區(qū)域內(nèi)的水稻進(jìn)行高溫脅迫下的光譜特征提取與分析,結(jié)果顯示,實驗區(qū)域內(nèi)15.3%的水稻受到了持續(xù)高溫脅迫的影響,與農(nóng)業(yè)部門田間調(diào)查事實相符,即實驗區(qū)域內(nèi)水稻灌漿率為82.2%。相對于傳統(tǒng)人工田間調(diào)查和衛(wèi)星遙感調(diào)查的作物長勢監(jiān)測方法,便攜式無人機多光譜遙感監(jiān)測技術(shù)具有空間分辨率高、可實時大范圍監(jiān)測、簡單易行以及應(yīng)用成本低等特點,利于普及與推廣,在農(nóng)作物自然災(zāi)害監(jiān)測方面具有應(yīng)用前景。

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【部分圖文】：

圖12019年7-8月實驗區(qū)日最高氣溫變化過程

根據(jù)南陵縣國家氣象觀測站數(shù)據(jù)，2019年自出梅以來（7月20日-8月9日），實驗基地區(qū)域的日最高氣溫超過35.0℃的天數(shù)達(dá)到20d，日極端最高氣溫超過了39.0℃，總體呈現(xiàn)高溫日數(shù)多且集中、高溫范圍廣、強度大的特點（圖1），持續(xù)晴熱高溫少雨的天氣使部分水稻出現(xiàn)了一定程度的高溫?zé)岷?...

圖2便攜式多光譜傳感器（a）、云臺（b）、連接器（c）組裝成無人機多光譜遙感系統(tǒng)（d)

便攜式多光譜傳感器（圖2a）外形尺寸為6.0cm×3.5cm×2.0cm，重量為0.15kg，為了適應(yīng)該傳感器的重量、體積等方面的兼容要求，同時兼顧續(xù)航時間、價格等因素，選擇輕便型的四翼無人機與之組裝，該無人機的外形尺寸為38.0cm×31.0cm×19.0cm，重量為2.0kg....

圖3基于無人機多光譜遙感系統(tǒng)的研究時段內(nèi)水稻歸一化植被指數(shù)（NDVI）時間序列

根據(jù)式（1），將無人機多光譜遙感系統(tǒng)采集到的光譜信息在遙感圖像處理平臺（ENVI）中進(jìn)行波段運算，反演得到實驗區(qū)內(nèi)水稻歸一化植被指數(shù)（NDVI）的空間分布，并統(tǒng)計整幅遙感影像內(nèi)NDVI的平均值及其逐日變化過程，結(jié)果見圖3。由圖可見，雖然受到部分稻株高溫脅迫的影響，但是實驗區(qū)內(nèi)水稻....

圖4實驗區(qū)域內(nèi)LAI與NDVI的線性（a）和指數(shù)（b）相關(guān)性統(tǒng)計分析

式中，LAI與NDVI呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，說明實驗區(qū)內(nèi)水稻的LAI與水稻長勢狀況關(guān)聯(lián)較大，水稻長勢越好，則LAI越大，這與以往有關(guān)LAI與NDVI關(guān)系的研究結(jié)果相一致[24-26]。2.3.2水稻高溫脅迫的遙感識別

本文編號：3943894