1 西安科技大学测绘科学与技术学院, 陕西 西安 710054
2 中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100094
3 上海海事大学文理学院, 上海 201306
日光诱导叶绿素荧光(SIF)能够敏感反映作物病害胁迫信息, 然而冠层几何结构等因素严重影响了SIF对植被光合功能变化及其受胁迫状况的捕捉能力。 为此, 将能够敏感反映作物群体生物量的归一化差值植被指数(NDVI)和MERIS陆地叶绿素指数(MTCI)与SIFP相融合(SIFP-NDVI, SIFP-MTCI, SIFP-NDVI*MTCI), 对比分析融合前后SIF对小麦条锈病的遥感监测精度。 结果表明: (1)融合反射率光谱指数的SIFP-NDVI, SIFP-MTCI和SIFP-NDVI*MTCI较融合前的SIFP与病情指数(DI)相关性均有不同程度的提高, 其中O2-B波段提高最为明显, 分别提高了23.48%, 33.61%和36.49%, O2-A波段提高量最小, 分别提高了2.39%, 2.14%和1.51%; (2)以SIFP-NDVI和SIFP-MTCI为自变量, 基于随机森林回归(RFR)算法构建的小麦条锈病遥感监测模型预测DI值和实测DI值间的R2较SIFP分别平均提高了1.15%和4.02%, RMSE分别平均降低了2.7%和14.41%; (3)综合利用NDVI和MTCI处理后的SIFP-NDVI*MTCI为自变量构建的小麦条锈病遥感监测模型精度最优, 其预测DI值和实测DI值间的R2较SIFP平均提高了5.74%, RMSE平均降低了22.52%。 研究结果对提高小麦条锈病遥感监测精度具有重要意义, 同时亦对其他作物的病害监测具有一定的参考价值。
小麦条锈病 日光诱导叶绿素荧光 融合 反射率光谱指数 随机森林回归 Wheat stripe rust Solar-induced chlorophyll fluorescence Integration Reflectance spectral index Random forest regression
西南科技大学环境与资源学院, 四川 绵阳 621010
通过室内盆栽试验, 利用微分技术处理叶片反射光谱数据, 研究铀污染下商陆叶片中的铀含量在不同光谱波段与原始光谱反射率、 一阶导数光谱的相关关系, 找到商陆铀污染诊断的敏感波段范围和最优光谱特征参数, 并以相关性较好的敏感波段及光谱特征参数为自变量, 与商陆叶片铀含量建立对应的估测拟合模型。 如果以该模型为基础创建铀含量的冠层光谱模型, 则有可能实现通过遥感影像监测叶片中的铀含量。 实验结果表明: 当商陆叶片中的铀含量为5.94～71.74 mg·kg-1时, 叶片中铀含量与一阶导数光谱数据的相关性较原始光谱数据好, 在749～766 nm区间内存在较好的相关性和光谱响应; 根据上述相关性分析, 选择14个光谱特征参数, 计算他们与商陆叶片铀含量的相关系数, 其中蓝边面积、 红边位置、 红边面积与蓝边面积的比值及红边面积与蓝边面积的归一化值与叶片铀含量的相关系数达到了0.05显著检验水平; 选取一阶导数光谱中相关系数最高的波段757, 758, 760和761 nm处的值和上述相关性最高的4个光谱特征参数, 与叶片铀含量建立多种形式的估测拟合模型, 通过对拟合模型的精度检验, 发现以红边面积与蓝边面积的比值、 757和760 nm处反射率的一阶导数为自变量的拟合模型的预测效果较好, 其中拟合效果最优的模型是以757 nm波段处反射率的一阶导数为自变量的三次函数模型, 模型预测精度达到了89.8%。
铀含量 商陆 敏感波段 反射光谱特征参数 拟合模型 Uranium content Phytolacca acinosa Roxb. Sensitive wavelengths Reflectance spectral characteristic parameters Estimation models 光谱学与光谱分析
2019, 39(4): 1143
1 武汉大学印刷与包装系, 湖北 武汉 430079
2 武汉大学化学与分子科学学院, 湖北 武汉 430079
3 南京林业大学江苏省纸浆造纸科学与技术重点实验室, 江苏 南京 210037
在跨媒体色彩再现流程中, 受色彩再现场景光源及设备呈色机理等因素的影响, 同一色彩信息在不同数字媒介之间进行传递时, 往往存在色彩传递失真现象, 该问题严重影响了现阶段影像色彩复制与传递的客观准确性。 色度校正旨在克服上述色彩失真问题, 进而提升影像色彩信息传递品质。 现有色度校正方法主要可分为色适应变换类算法以及回归校正算法两大类, 目前由于此两类方法所采用的训练样本普遍色域过小, 故其往往导致在高饱和度色彩区域色度校正误差较大。 为此, 研究提出了一种基于宽色域色彩光谱样本集的新型色度校正方法。 通过各类典型色彩光谱样本的收集与制备, 构建了具有广阔色域范围的典型色彩光谱样本集, 并在此基础上结合色域划分及色纯度寻优方法实现了现有回归校正模型建模样本的扩充与优化, 显著提升了现阶段色度校正算法的校正精度。 实验结果显示, 在各类照明组合条件下, 相比于现有色适应变换类方法以及回归校正类方法, 所提出的色度校正方法可将以CIEDE2000色差公式表示的色度校正误差降低15%左右, 对于高饱和度色彩区域其对应降幅可达40%左右。 该方法的提出, 将为未来数字影像色彩复制领域色彩再现技术的发展, 提供有效的理论与方法支撑。
色度校正 可见反射光谱 宽色域 Colorimetric correction Visible reflectance spectral Wide gamut 光谱学与光谱分析
2016, 36(4): 1056
该研究目的为提出一种面向我国各类文物体系的典型色彩光谱样本集构建方法。 以具有1700多年历史的世界级佛教艺术文化遗产敦煌莫高窟壁画彩绘为典型研究对象, 以保证文物色彩传递过程中的色彩恒常性为主要创新, 最终从视觉感知角度提出基于色彩恒常性的敦煌典型色彩光谱样本集构建方法。 在具体实施过程中, 在敦煌研究院美术所及保护所工作人员的配合与指导下, 结合现有敦煌学研究成果, 研究选取了48类敦煌典型颜料并设计制备了240个代表性色彩样本。 利用分光光度计获取其在360～750 nm范围内反射光谱信息, 通过聚类分析法对原始色彩光谱样本集进行分类, 以6类典型光源场景条件下色彩易变性指数（color inconstancy index）的综合量值为依据, 结合Wilcoxon符号秩检验, 确定分类数量及各子类的代表性样本, 初步构建光谱样本集。 随后, 从色域完整性角度对初步建立的样本集进行补充, 最终构建由100个样本组成的全色域光谱数据集。 分析结果显示, 该样本集在99%置信条件下的色彩易变性指数可低至3.28, 且均匀分布于敦煌色彩体系的整个色域, 因而可以为敦煌色彩再现过程中合理的选用具有高恒常性水平的色彩提供数据参考及方法依据。
敦煌壁画颜料 反射光谱 色彩恒常性 Dunhuang wallpainting pigments Reflectance spectral Color constancy 光谱学与光谱分析
2013, 33(11): 3071
光谱检测技术已成为作物营养诊断的重要手段, 但复杂的大田环境也增加了光谱的不确定性。 以叶面尘对国道旁玉米反射光谱的影响为研究内容, 分析了除尘前后叶片反射率及一阶导数光谱的差异, 进而考察了叶面尘干扰下的氮营养光谱监测模型预测精度。 结果表明: 相对于无尘叶片, 叶面尘使得叶片在可见光和短波红外光区的反射率增加, 而在近红外光区的反射率减少; 三边位置、 蓝边斜率和黄边斜率在除尘前后无变化, 而有尘叶片的红边斜率和三边面积均较无尘叶片减小; 叶面尘干扰下的全氮含量光谱监测模型R2减小, 预测精度降低。 试验对叶面尘作为光谱检测干扰条件作了初步探讨, 为今后叶面尘影响评价及建立修正模型提供理论依据。
叶面尘 反射光谱 氮营养 Foliar dust Reflectance spectral Nitrogen nutrition Influence 光谱学与光谱分析
2012, 32(7): 1895
