基于无人机多源遥感的玉米LAI垂直分布估算

文献类型： 中文期刊

第一作者： 刘帅兵

作者： 刘帅兵;金秀良;冯海宽;聂臣巍;白怡;余汛

作者机构：

关键词： 玉米;叶面积指数;无人机多源遥感;垂直分布;飞行试验

期刊名称： 农业机械学报

ISSN： 1000-1298

年卷期： 2023 年 005 期

页码： 181-193,287

收录情况： EI ; 北大核心 ; CSCD

摘要： 为探究无人机多源遥感影像估算玉米叶面积指数（Leaf area index, LAI）垂直分布，在田间设置了密度和播期试验，在7个生育时期利用无人机采集了可见光、多光谱和热红外影像并同步获取玉米LAI垂直分布数据。同时，为合理制定无人机飞行任务，分析了不同飞行高度和不同太阳高度角下获取的无人机影像对估算玉米LAI的影响。基于无人机影像提取的与玉米LAI相关性较高的植被指数、纹理信息和冠层温度等特征，利用7种机器学习方法分别构建了玉米冠层不同高度LAI估算模型，从中选取鲁棒性强的2个模型用于分析在不同飞行高度和不同太阳高度角下估算LAI的差异。研究结果表明，MLPR和RFR模型对玉米LAI估算鲁棒性最强，全生育期下模型rRMSE为11.31%（MLPR）和11.42%（RFR）。玉米冠层LAI垂直分布估算误差，所有模型的平均rRMSE分别为9.1%（LAI-1）、14.19%（LAI-2）、18.62%（LAI-3）、23.29%（LAI-4）和26.7%（LAI-5）。对于玉米穗位叶及以下部位的LAI估算误差均在20%以下，得到了较好精度。同时，在不同飞行高度和太阳高度角试验中可以得出，当飞行高度为30 m时LAI估算精度最高，R~2为0.73,rRMSE为10.97%,在09:00—10:00观测的玉米LAI估算精度最高。无人机多源遥感影像数据可以准确估算玉米冠层LAI垂直分布，及时掌握玉米功能叶片LAI长势差异，可为玉米品种筛选提供辅助。

分类号： S513%S127

  • 相关文献

[1]多层离散各向异性辐射传输模型在玉米叶面积指数垂直分布反演中的应用. 董震,杨贵军,孙林,杨浩,朱耀辉,雷蕾,陈日强,张成健,刘淼. 2021

[2]夏玉米冠层光合有效辐射垂直分布模型. 刘镕源,黄文江,任华忠,杨贵军,谢东辉,王纪华. 2011

[3]玉米新品种吉单47高产栽培技术研究和高产因素分析. 岳尧海,王敏,周旭东,张志军,张建新,马英杰,赵万庆,刘文国. 2015

[4]运用光谱技术改进Beer-Lambert定律的定量化及其应用研究. 谭昌伟,王纪华,黄义德,黄文江,刘良云. 2005

[5]一款无人机高光谱传感器的验证及其在玉米叶面积指数反演中的应用. 陈鹏飞,李刚,石雅娇,徐志涛,杨粉团,曹庆军. 2018

[6]种植密度对不同玉米品种干物质积累及产量的影响. 邵帅,王国宏,樊勇,史磊. 2018

[7]栽培模式对玉米产量形成的调控效应研究. 刘欣芳,李静,徐长成,马骏,邵帅,齐欣. 2021

[8]基于无人机多光谱遥感的玉米LAI估算研究. 贺佳,王来刚,郭燕,张彦,杨秀忠,刘婷,张红利. 2021

[9]利用Beer-Lambert消光定律遥感反演玉米叶面积指数. 王双喜,束美艳,顾晓鹤,杨贵军,张继超,韩东,郭伟. 2018

[10]基于作物生长监测诊断仪的玉米LAI监测模型研究. 贺佳,郭燕,王利军,张彦,赵犇,王来刚. 2019

[11]基于无人机遥感的玉米叶面积指数与产量估算. 王来刚,徐建华,贺佳,李冰,杨秀忠,王利军,郭燕. 2020

[12]双深松覆盖对丘陵旱区土壤水分和作物产量的影响. 李俊红,姚宇卿,吕军杰,张洁,丁志强,于新峰. 2013

[13]遮阴条件下不同生长调节剂对玉米的增产效应. 乔江方,刘京宝,黄璐,夏来坤,朱卫红,李川. 2013

[14]氮肥不同用量对玉米生物学性状及产量的影响. 张凤喜,孙宁,方向前. 2021

[15]基于冠层反射光谱的玉米LAI和地上干物重估测研究. 赵巧丽,郑国清,段韶芬,戴廷波. 2008

[16]运用光谱参数冠层覆盖度建立作物长势及氮营养状态模型. 陶志强,Shamim Ara Bagum,马玮,周宝元,付金东,崔日鲜,孙雪芳,赵明. 2016

[17]不同类型化控剂对春玉米产量及生长发育的调控效应. 任红,周培禄,赵明,董志强,李从锋. 2017

[18]基于SWAP模型同化遥感数据的黑龙江南部春玉米产量监测. 王利民,姚保民,刘佳,杨玲波,杨福刚. 2019

[19]不同生态类型玉米品种生产潜力比较分析. 钟昌松,吕巨智,石达金,范继征,闫飞燕,卢生乔,弓雪,陈坤,刘亚利,张述宽. 2021

[20]化控对不同种植密度下玉米生长发育及产量的影响. 刘春晓,张玉,刘强,何春梅,汪黎明,高新学,刘玉敬,董瑞,刘铁山. 2019

作者其他论文 更多>>

微信小程序