遥感光谱指标和神经网络结合的冬小麦地上部生物量估测

文献类型： 中文期刊

第一作者： 张传波

作者： 张传波;李卫国;张宏;李伟;马廷淮;张琤琤;陈华

作者机构：

关键词： 冬小麦;遥感光谱指标;叶面积指数;神经网络;生物量

期刊名称： 麦类作物学报

ISSN： 1009-1041

年卷期： 2022 年 05 期

页码： 631-639

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 为探讨基于神经网络对小麦地上部生物量(aboveground biomass, AGB)进行遥感估测的可行性，在江苏省泰州泰兴市、盐城大丰区和宿迁沭阳县布设冬小麦大田试验，在对冬小麦近红外波段反射率(near-infrared band reflectance, REF_(nir))、红光波段反射率(red band reflectance, REF_(red))、归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)、差值植被指数(difference vegetation index, DVI)、比值植被指数(ratio vegetation index, RVI)、土壤调节植被指数(soil adjusted vegetation index, SAVI)和优化土壤调节植被指数(optimized soil adjusted vegetation index, OSAVI)等7个遥感光谱指标与冬小麦生长指标(LAI和AGB)进行相关性分析基础上，构建基于BP神经网络的冬小麦AGB估测模型，并与多元线性回归估测模型进行精度比较。结果表明，冬小麦拔节期REF_(red)、NDVI、RVI、SAVI、OSAVI和LAI与AGB之间存在较好相关性，其中LAI与AGB的相关性最高(相关系数为0.782),SAVI与AGB的相关性最低(相关系数为0.647)。利用BP神经网络建立的冬小麦AGB估测模型AGB_(BP)的决定系数(r~2)为0.918,均方根误差(root mean square error, RMSE)为582.9 kg·hm~(-2),平均相对误差(average relative error, ARE)为18.4%。利用多元线性回归分析建立的冬小麦AGB估测模型AGB_(RA)的r~2为0.784,RMSE为871.1 kg·hm~(-2), ARE为32.6%。利用冬小麦抽穗期AGB实测数据再对模型AGB_(BP)和AGB_(RA)进行验证，其RMSE分别为1 140.4和1 676.7 kg·hm~(-2), ARE分别为20.5%和33.1%。由此可以看出，冬小麦估测模型AGB_(BP)精度优于模型AGB_(RA),说明利用多个遥感光谱指标结合LAI建模可以有效提高冬小麦AGB的估测精度。

分类号： S512.11`S127

  • 相关文献

[1]基于物理模型训练神经网络的作物叶面积指数遥感反演研究. 刘洋,刘荣高,刘斯亮,刘纪远,陈仲新,王利民,邹金秋. 2010

[2]冬小麦叶面积指数高光谱遥感反演方法对比. 夏天,吴文斌,周清波,周勇. 2013

[3]基于GF-6/WFV卫星遥感的大田冬小麦叶片氮素含量估测. 姚永胜,任妮,李卫国,李伟,马廷淮,张宏,董建宾. 2024

[4]油菜简缩极化参数响应及其长势参数反演. 张亚红,张王菲,姬永杰,舒清态,杨浩. 2018

[5]棉花高光谱植被指数与LAI和地上鲜生物量的相关分析. 王登伟,黄春燕,马勤建,赵鹏举,郑学勤. 2008

[6]棉花高光谱植被指数与LAI和地上鲜生物量的相关关系研究. 王登伟,黄春燕,马勤建,赵鹏举,郑学勤. 2008

[7]棉花群体结构与棉田光量子传递特性关系的研究. 潘学标,王延琴,崔秀稳,邓绍华. 2000

[8]高产栽培模式中能源甘蔗的光合能力和叶面积指数比较分析. 唐仕云,李翔,王伦旺,方锋学,许树宁,黄海荣,谭芳,黎焕光. 2011

[9]株型对冬小麦冠层叶面积指数与植被指数关系的影响研究. 唐怡,黄文江,刘良云,王纪华. 2006

[10]不同株型冬小麦冠层结构特征多时相分析. 杨贵军,邢著荣,黄文江,齐腊,李伟国. 2010

[11]基于无人机数码影像的冬小麦叶面积指数探测研究. 高林,杨贵军,李红军,李振海,冯海宽,王磊,董锦绘,贺鹏. 2016

[12]基于赤池信息量准则的冬小麦叶面积指数估算. 杨福芹,冯海宽,李振海,金秀良,杨贵军,戴华阳. 2015

[13]基于叶面积指数反演的区域冬小麦单产遥感估测. 任建强,陈仲新,周清波,唐华俊. 2010

[14]不同品种冬小麦再生生长对刈割干扰的响应. 王丹丹,田莉华,沈禹颖,刘渊博. 2014

[15]基于分段方式选择敏感植被指数的冬小麦叶面积指数遥感反演. 李鑫川,徐新刚,鲍艳松,黄文江,罗菊花,董莹莹,宋晓宇,王纪华. 2012

[16]基于TM影像的冬小麦苗期长势与植株氮素遥感监测研究. 李卫国,王纪华,赵春江,童庆禧,刘良云. 2007

[17]最小二乘支持向量机方法对冬小麦叶面积指数反演的普适性研究. 谢巧云,黄文江,梁栋,彭代亮,黄林生,宋晓宇,张东彦,杨贵军. 2014

[18]新疆冬小麦不同产量水平群体特性分析. 王立红,张宏芝,王重,李剑峰,高新,时佳,焦阳,韩雪,樊哲儒,赵奇. 2020

[19]基于高光谱遥感与SAFY模型的冬小麦地上生物量估算. 刘明星,李长春,李振海,冯海宽,杨贵军,陶惠林. 2020

[20]冬小麦叶面积指数地面测量方法的比较. 刘镕源,王纪华,杨贵军,黄文江,李伟国,常红,李小文. 2011

作者其他论文 更多>>

微信小程序