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作物学报 ›› 2008, Vol. 34 ›› Issue (10): 1812-1817.doi: 10.3724/SP.J.1006.2008.01812

• 耕作栽培·生理生化 • 上一篇    下一篇

基于成像光谱仪的冬小麦苗期冠层叶绿素密度监测

谭海珍1,2;李少昆1,2,*;王克如1,2;谢瑞芝2;高世菊2;明博1,2;于青2;赖军臣1,2;刘国庆1,2;汤秋香2   

  1. 1 新疆兵团绿洲生态农业重点开放实验室, 新疆石河子 832003; 2 中国农业科学院作物科学研究所 / 国家农作物基因资源与基因改良重大科学工程, 北京100081
  • 收稿日期:2008-02-26 修回日期:1900-01-01 出版日期:2008-10-12 网络出版日期:2008-10-12
  • 通讯作者: 李少昆

Monitoring Canopy Chlorophyll Density in Seedlings of Winter Wheat Using Imaging Spectrometer

TAN Hai-Zhen12,LI Shao-Kun12*,WANG Ke-Ru12,XIE Rui-Zhi2,GAO Shi-Ju2,MING Bo12,YU Qing2,LAI Jun-Chen12,LIU Guo-Qing12,TANG Qiu-Xiang2   

  1. 1 Key Laboratory of Oasis Ecology Agriculture of Xinjiang Construction Crops, Shihezi 832003, Xinjiang; 2 Institute of Crop Sciences / National Key Facility for Crop Gene Resources and Genetic Improvement, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China
  • Received:2008-02-26 Revised:1900-01-01 Published:2008-10-12 Published online:2008-10-12
  • Contact: LI Shao-Kun

摘要: 利用自主研发的MSI200型成像光谱仪对冬小麦苗期叶绿素密度进行遥感监测, 并与ASD Fieldspc FR2500型非成像地物光谱仪测定数据相比。结果表明, 两种仪器所得R720、FD660、FD550、TCARI、GNDVI、PPR(550, 450)、NRI等光谱特征参量均与叶绿素密度显著相关, 拟合度较高, 说明MSI200型成像光谱仪测定的作物光谱数据是可靠的。对筛选出的模型进行检验, ASD Fieldspc FR2500模型的预测精度达86.61%~92.79%, MSI200达91.26%~95.54%, 其中PPR对叶绿素密度预测精度最高, RMSE分别为0.8391和0.0979。与传统非成像地物光谱仪相比, 成像光谱仪能够提取纯冠层光谱信息, 所得模型精度高、误差小, 筛选的植被指数和特征波段对于航天、航空遥感器的定标有重要意义。

关键词: 冬小麦, 苗期, 冠层, 叶绿素密度, MSI200型成像光谱仪, ASD Fieldspc FR2500型非成像地物光谱仪

Abstract: Imaging spectrometer is a new kind of remote sensing sensor, which receives images of ground objects and their spectrum components. It has great potentials in accurately quantitative analysis with remote sensing of high spatial and spectral resolutions. MSI200 is an imaging spectrometer manufactured by the authors. It was used in this study to monitor canopy chlorophyll density in winter wheat (Triticum aestivum L.) at seedling stage in comparison with ASD Fieldspc FR2500, a well-known non-imaging spectrometer. Correlation analysis showed that R720, FD660, FD550, TCARI, GNDVI, PPR (550, 450), and NRI obtained by the 2 spectrometers were both significantly correlated (P<0.01) with canopy chlorophyll density. This primarily indicated the reliability of MSI200. The precisions of predicted model on chlorophyll density were 91.26–95.54% and 86.61–92.79% for MSI200 and ASD Fieldspc FR2500, respectively. Among these parameters, PPR was the best one to monitor canopy chlorophyll density with root mean square error (RMSE) of 0.0979 and 0.8391 for MSI200 and ASD Fieldspc FR2500, respectively. Compared with the traditional non-imaging spectrometers, MSI200 predicted better the canopy chlorophyll density in wheat with smaller errors, and the selected wavelengths were important to spaceflight and airborne remote sense.

Key words: Winter wheat, Seedling, Canopy, Chlorophyll density, Imaging spectrometer MSI200, Non-imaging spectrometer ASD Fieldspc FR2500

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