纪童 1,2王波 1,2杨军银 1,2柳小妮 1,2,*[ ... ]徐君 6
作者单位
摘要
1 甘肃农业大学草业学院, 甘肃 兰州 730070
2 草业生态系统教育部重点实验室(甘肃农业大学), 甘肃 兰州 730070
3 中国人民武装警察部队工程大学, 陕西 西安 710086
4 西安石油大学计算机学院, 陕西 西安 710065
5 甘肃省草原技术推广总站, 甘肃 兰州 730000
6 西安航空学院, 陕西 西安 710077
草坪色泽是草坪观赏价值的最直接体现。 探索基于高光谱的草坪草叶绿素含量的估算和反演对草坪质量评定具有重要意义。 以3种常用草坪草种——“红象”高羊茅(Festuca arundinacea cv. Hongxiang)、 “百灵鸟”多年生黑麦草(Lolium perenne cv. Bailingniao)和“肯塔基”草地早熟禾(Poa pratensis cv. Kentucky)为试样, 通过盆栽实验, 在草坪草生长旺盛期, 使用SOC710VP成像光谱仪和TYS-A3500叶绿素仪分别测定了草坪草冠层光谱数据和叶绿素相对含量(SPAD), 并通过Person相关系数分析了原始SPAD, 1/SPAD和log(1/SPAD)与10个植被指数: GI(绿度植被指数)、 ARVI(大气阻抗植被指数)、 VARI(可视化气压阻抗指数)、 NDVI705(归一化植被指数705)、 MSR705(改进红边比值植被指数)、 NDVI670(归一化植被指数670)、 CI(叶绿素指数)、 PSRI(植被衰减指数)、 RGI(相对绿色指数)和EVI(增强植被指数)的相关性, 筛选与叶绿素相关性较高的高光谱波段植被指数, 构建植被指数反演叶绿素含量模型, 最后通过精度检验, 筛选最优草坪草叶绿素估算模型。 研究结果如下: (1)不同草坪草光谱曲线整体趋势相差不大, 但不同种间反射率(REF)还是有所区别。 在730~1 000 nm波段, “百灵鸟”多年生黑麦草与“红象”高羊茅REF差异不大, 但“肯塔基”草地早熟禾REF较高, 光谱特征更为明显; (2)10个植被指数中, VARI, RGI和PSRI与草坪草3个叶绿素指标极显著相关, 相关系数R2绝对值均大于0.65, 可作为首选植被指数进行草坪草叶绿素含量估算; (3)植被指数与叶绿素指标逐步回归分析发现, 单因素回归模型中, 利用VARI, RGI和PSRI估算1/SPAD的模型决定系数R2均在0.6以上, 普遍高于SPAD与log(1/SPAD)的估算模型; 而多元线性回归中, 10个植被指数中, RGI与叶绿素指标1/SPAD所构建的模型决定系数R2同样最高, 为0.817, 说明SPAD倒数形式适用于草坪草叶绿素反演; (4)选择决定系数较高(>0.7)的模型进行精度检验, 筛选的最优的草坪草叶绿素指标反演模型为: y1/SPAD=0.161xRGI+0.007xGI-0.054(R2=0.817, RMSE=0.023)。
高光谱 草坪草 叶绿素 植被指数 模型 Hyperspectral Turfgrass Chlorophyll Vegetation indices 
光谱学与光谱分析
2020, 40(8): 2571
肖国增 1,2,*吴雪莲 3滕珂 1晁跃辉 1[ ... ]韩烈保 1,2
作者单位
摘要
1 北京林业大学草坪研究所, 北京 100083
2 长江大学园艺园林学院, 湖北 荆州 434025
3 华中农业大学经济管理学院, 湖北 武汉 430070
4 滁州学院地理信息与旅游学院, 安徽 滁州 239000
叶片电解质渗透率是反映植物细胞渗透性的一个重要指标, 对草坪草遭受盐胁迫的研究有重要意义。 针对叶片电解质渗透率传统检测方法, 耗时长, 损伤叶片, 无法大面积监测等弊端, 探讨了用高光谱快速无损检测叶片电解质渗透率的方法。 以匍匐翦股颖(Agrostis stolonifera)为对象, 在温室中水培两周后进行浓度分别为0(对照), 100和200 mmol·L-1的盐处理, 7 d后按间隔7 d取样3次, 共72个样。 每次取样时先测量样品的光谱值, 然后采用电导率法测定叶片电解质渗透率。 分析匍匐翦股颖三种盐处理与光谱反射率之间的关系和差异, 对三种盐处理的光谱反射率计算归一化植被指数和差值植被指数, 采用差分法计算光谱反射率的一阶微分, 同时计算出蓝、 绿和红光的三边参数, 分析叶片电解质渗透率与光谱反射率、 归一化植被指数、 差值植被指数和三边参数的相关性。 利用叶片电解质渗透率和各光谱数据相关程度高的数据, 对校正集采用一元线性回归、 多元线性回归和偏最小二乘回归法构建叶片电解质渗透率反演模型, 用预测集检验反演模型。 结果表明: 盐胁迫与叶片高光谱在450~700 nm波段呈正相关; 叶片电解质渗透率与450~732 nm波段反射率在0.01水平上显著相关; 三边参数中绿边幅值和绿边面积与叶片电解质渗透率显著相关; 采用偏最小二乘回归法建立的反演模型精度最好, 建模和反演预测的决定系数分别达到了0.681和0.758, 均方根误差分别为7.124和7.079。 偏最小二乘法构建的反演模型实现了盐胁迫下匍匐翦股颖叶片电解质渗透率的快速无损检测, 也为采用高光谱实时监测盐胁迫对匍匐翦股颖及其同类植物的伤害提供了依据和理论参考。
高光谱 盐胁迫 草坪草 匍匐翦股颖 电解质渗透率 反演模型 Hyperspectral Salt stress Turfgrass Creeping bentgrass Electrolyte leakage Inversion model 
光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3630

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