基于小波變換的冬小麥凍害高光譜特征提取及其監(jiān)測(cè)
發(fā)布時(shí)間:2020-12-09 23:28
本試驗(yàn)以冬小麥(臨麥7006)為研究對(duì)象,利用制冷設(shè)備對(duì)冬小麥拔節(jié)期進(jìn)行凍害脅迫試驗(yàn),測(cè)定凍后5天、10天、20天和35天凍害光譜反射率以及農(nóng)學(xué)參數(shù),分析其變化規(guī)律,利用小波變換處理方法對(duì)冠層光譜進(jìn)行處理并提取小波能量系數(shù),運(yùn)用偏最小二乘法(PLSR)分析方法構(gòu)建冠層光譜與主要農(nóng)學(xué)參數(shù)的定量監(jiān)測(cè)模型。結(jié)果表明:1.不同凍害處理后,冬小麥冠層光譜曲線的變化趨勢(shì)基本一致。在凍害初期,可見(jiàn)光波段變化不明顯,近紅外波段反射率均有較大提升。但隨著時(shí)間的推移,近紅外區(qū)域波段整體的變化趨勢(shì)很大,出現(xiàn)紅谷抬升現(xiàn)象。在凍害后期,可見(jiàn)光波段變化趨勢(shì)趨于平緩,近紅外波段雖變化趨勢(shì)大,但總體趨勢(shì)的相似度逐漸增加,紅谷不明顯,綠峰減弱。此外,凍害處理后冠層光譜曲線出現(xiàn)“紅邊藍(lán)移”現(xiàn)象。2.不同凍害處理后,冬小麥主要農(nóng)學(xué)參數(shù)均發(fā)生顯著變化,呈現(xiàn)降低趨勢(shì)?傮w表現(xiàn)為隨著凍害脅迫程度的增加,凍害脅迫天數(shù)的延長(zhǎng),受凍害脅迫的試驗(yàn)組與對(duì)照組之間的差異逐漸減小。3.冬小麥冠層原始光譜與主要農(nóng)學(xué)參數(shù)(SPAD、株高、地上生物量)構(gòu)建模型,模型精度 R2 為 0.551、0.874、0.777,均方根誤差為 3.265、5.1...
【文章來(lái)源】:山西農(nóng)業(yè)大學(xué)山西省
【文章頁(yè)數(shù)】:38 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
1 引言
1.1 高光譜遙感技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.1.1 高光譜遙感技術(shù)的基本原理與特征
1.1.2 高光譜遙感技術(shù)的發(fā)展
1.2 小波變換方法研究現(xiàn)狀
1.2.1 小波變換方法的基本原理與特征
1.2.2 小波選擇的原則
1.3 國(guó)內(nèi)外凍害遙感監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展
1.4 研究目的與意義
2 材料與方法
2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.2 測(cè)定指標(biāo)及方法
2.2.1 冠層光譜測(cè)定
2.2.2 SPAD的測(cè)定
2.2.3 株高的測(cè)量
2.2.4 地上生物量測(cè)定
2.3 數(shù)據(jù)處理與分析
2.3.1 高光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.3.2 高光譜數(shù)據(jù)的小波變換處理
2.3.2.1 小波基選取
2.3.2.2 小波分解層數(shù)的確定
2.3.2.3 小波系數(shù)提取
2.3.3 農(nóng)學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)處理及分析
2.3.4 凍害定量監(jiān)測(cè)模型的構(gòu)建與驗(yàn)證
3 結(jié)果與分析
3.1 低溫脅迫下冬小麥光譜變化特征分析
3.1.1 冬小麥冠層原始光譜變化特征
3.1.2 不同凍害脅迫處理冬小麥冠層光譜變化特征
3.2 凍害后冬小麥主要農(nóng)學(xué)參數(shù)變化規(guī)律
3.2.1 冬小麥SPAD的變化規(guī)律
3.2.2 株高的變化
3.2.3 地上生物量的變化
3.3 冬小麥主要農(nóng)學(xué)參數(shù)與原始光譜的相關(guān)性分析及其模型的建立
3.3.1 冬小麥冠層原始光譜與SPAD的相關(guān)性分析及其模型的建立
3.3.2 冬小麥冠層原始光譜與株高的相關(guān)性分析及其模型的建立
3.3.3 冬小麥冠層原始光譜與地上生物量的相關(guān)性分析及其模型的建立
3.4 冬小麥主要農(nóng)學(xué)參數(shù)與小波能量系數(shù)的相關(guān)性分析
3.4.1 冬小麥SPAD與小波能量系數(shù)的相關(guān)性分析
3.4.2 冬小麥株高與小波能量系數(shù)的相關(guān)性分析
3.4.3 冬小麥地上生物量與小波能量系數(shù)的相關(guān)性分析
3.5 冬小麥主要農(nóng)學(xué)參數(shù)與小波能量系數(shù)估測(cè)模型建立與驗(yàn)證
3.5.1 基于偏最小二乘法模型的最佳因子數(shù)確定
3.5.1.1 冬小麥SPAD含量的最佳因子數(shù)確定
3.5.1.2 冬小麥株高的最佳因子數(shù)確定
3.5.1.3 冬小麥地上生物量的最佳因子數(shù)確定
3.5.2 基于小波能量系數(shù)的冬小麥SPAD模型的建立與驗(yàn)證
3.5.3 基于小波能量系數(shù)的冬小麥株高模型的建立與驗(yàn)證
3.5.4 基于小波能量系數(shù)的冬小麥地上生物量模型的建立與驗(yàn)證
4 結(jié)論與討論
4.1 結(jié)論
4.2 討論
參考文獻(xiàn)
Abstract
致謝
本文編號(hào):2907654
【文章來(lái)源】:山西農(nóng)業(yè)大學(xué)山西省
【文章頁(yè)數(shù)】:38 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
1 引言
1.1 高光譜遙感技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.1.1 高光譜遙感技術(shù)的基本原理與特征
1.1.2 高光譜遙感技術(shù)的發(fā)展
1.2 小波變換方法研究現(xiàn)狀
1.2.1 小波變換方法的基本原理與特征
1.2.2 小波選擇的原則
1.3 國(guó)內(nèi)外凍害遙感監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展
1.4 研究目的與意義
2 材料與方法
2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.2 測(cè)定指標(biāo)及方法
2.2.1 冠層光譜測(cè)定
2.2.2 SPAD的測(cè)定
2.2.3 株高的測(cè)量
2.2.4 地上生物量測(cè)定
2.3 數(shù)據(jù)處理與分析
2.3.1 高光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.3.2 高光譜數(shù)據(jù)的小波變換處理
2.3.2.1 小波基選取
2.3.2.2 小波分解層數(shù)的確定
2.3.2.3 小波系數(shù)提取
2.3.3 農(nóng)學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)處理及分析
2.3.4 凍害定量監(jiān)測(cè)模型的構(gòu)建與驗(yàn)證
3 結(jié)果與分析
3.1 低溫脅迫下冬小麥光譜變化特征分析
3.1.1 冬小麥冠層原始光譜變化特征
3.1.2 不同凍害脅迫處理冬小麥冠層光譜變化特征
3.2 凍害后冬小麥主要農(nóng)學(xué)參數(shù)變化規(guī)律
3.2.1 冬小麥SPAD的變化規(guī)律
3.2.2 株高的變化
3.2.3 地上生物量的變化
3.3 冬小麥主要農(nóng)學(xué)參數(shù)與原始光譜的相關(guān)性分析及其模型的建立
3.3.1 冬小麥冠層原始光譜與SPAD的相關(guān)性分析及其模型的建立
3.3.2 冬小麥冠層原始光譜與株高的相關(guān)性分析及其模型的建立
3.3.3 冬小麥冠層原始光譜與地上生物量的相關(guān)性分析及其模型的建立
3.4 冬小麥主要農(nóng)學(xué)參數(shù)與小波能量系數(shù)的相關(guān)性分析
3.4.1 冬小麥SPAD與小波能量系數(shù)的相關(guān)性分析
3.4.2 冬小麥株高與小波能量系數(shù)的相關(guān)性分析
3.4.3 冬小麥地上生物量與小波能量系數(shù)的相關(guān)性分析
3.5 冬小麥主要農(nóng)學(xué)參數(shù)與小波能量系數(shù)估測(cè)模型建立與驗(yàn)證
3.5.1 基于偏最小二乘法模型的最佳因子數(shù)確定
3.5.1.1 冬小麥SPAD含量的最佳因子數(shù)確定
3.5.1.2 冬小麥株高的最佳因子數(shù)確定
3.5.1.3 冬小麥地上生物量的最佳因子數(shù)確定
3.5.2 基于小波能量系數(shù)的冬小麥SPAD模型的建立與驗(yàn)證
3.5.3 基于小波能量系數(shù)的冬小麥株高模型的建立與驗(yàn)證
3.5.4 基于小波能量系數(shù)的冬小麥地上生物量模型的建立與驗(yàn)證
4 結(jié)論與討論
4.1 結(jié)論
4.2 討論
參考文獻(xiàn)
Abstract
致謝
本文編號(hào):2907654
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