一种估测小麦冠层氮含量的新高光谱指数

摘要：

提出了一种估测小麦冠层氮含量的新高光谱指数——微分归一化氮指数(FD-NDNI).以FieldSpec Pro FR地物光谱仪采集拔节后至孕穗前小麦的冠层光谱190份,随机抽取142份作为训练集,其余48份作为预测集.将光谱以小波阈值去噪法去噪后,利用其525、570与730nm处的一阶导数值,采用差值、比值以及归一化的方法构建了12种光谱指数以实现小麦冠层氮含量的估测,并与mNDVI705、mSR以及NDVI705等22种常用指数进行了比较分析.发现指数FD-NDNI对小麦冠层氮含量的估测结果最佳,其估测模型(指数形式)校正集决定系数(C-R2)与预测集决定系数(P-R2)分别达0.818与0.811,优于mNDVI705等常用指数.进一步分析表明,在各指数中,FD-NDNI对叶面积系数最不敏感,可最有效地避免冠层郁闭度等因素对氮含量估测的影响.为优化结果,采用最小二乘支持向量回归算法(LS-SVR)对模型进行了改进,当模型惩罚系数C与RBF核函数参数g取得最优解6.4与1.6时,其C-R2与P-R2分别提高至0.846与0.838,具有比指数模型更高的精度.结果表明:FD-NDNI是小麦冠层氮含量估测的优选指数,LS-SVR为建模的优选算法.

关键词：高光谱指数、小麦、氮、叶面积指数、遥感、支持向量回归

所属期刊栏目：31

分类号：S51;P23

资助基金：国家自然科学基金项目30570279;中南大学优秀博士论文扶持项目2008yb024;江西省数字国土重点实验室开放基金资助项目DLIJ201009:河南理工大学矿山空间信息技术国家测绘局重点实验室开放基金资助项目KLM201011;江苏省“青蓝工程”资助项目

在线出版日期：2015-10-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：6594-6605