基于无人机高光谱影像的马铃薯株高和地上生物量估算
文献类型: 中文期刊
第一作者: 刘杨
作者: 刘杨;冯海宽;黄珏;孙乾;杨福芹;杨贵军
作者机构: 北京农业信息技术研究中心农业农村部农业遥感机理与定量遥感重点实验室;山东科技大学测绘科学与工程学院;河南工程学院土木工程学院
关键词: 马铃薯;株高;地上生物量;无人机;高光谱指数
期刊名称: 农业机械学报
年卷期: 2021 年 002 期
页码: 188-198
收录情况: EI ; 北大核心 ; CSCD
摘要: 为实现快速无损获取马铃薯株高和地上生物量信息,分别获取马铃薯现蕾期、块茎形成期、块茎增长期、淀粉积累期、成熟期的高光谱影像,实测马铃薯株高H、地上生物量(AGB)和地面控制点(GCP)的三维空间坐标,基于无人机高光谱影像结合GCP生成试验田的数字表面模型(DSM),利用DSM提取马铃薯的株高Hdsm;然后,对马铃薯AGB与原始无人机冠层光谱和高光谱指数分别进行相关性分析,筛选出最优光谱指数和前10个光谱指数,利用指数回归(Exponential regression,ER)构建单变量模型;最后,采用多元线性回归(Multiple linear regression,MLR)、偏最小二乘回归(Partial least square regression,PLSR)和随机森林(Random forest,RF) 3种方法构建不同生育期的估算模型,并进行对比,挑选出马铃薯AGB估算的最优模型。结果表明:将提取的马铃薯株高与实测值进行线性拟合,R2为0.84;在单变量模型中,每个生育期以ER估算AGB得到的验证精度高于相应的建模精度,其中构建模型效果优劣次序依次为最优光谱指数、Hdsm、H,块茎增长期以CIrededge指数估测精度最高(R2=0.45);在多变量模型中,每个生育期采用3种方法构建AGB估算模型,每种方法以光谱指数加入Hdsm的模型精度更高、稳定性更强;每个生育期利用MLR以光谱指数和Hdsm为变量的AGB模型(R2为0.64、0.70、0.79、0.68、0.63)效果优于PLSR(R2为0.62、0.68、0.75、0.67、0.60)和RF(R2为0.56、0.61、0.67、0.63、0.53)模型。利用MLR模型进行马铃薯AGB填图,5个生育期的AGB空间分布与实际生长情况一致。利用融入Hdsm的MLR模型可估测大面积马铃薯AGB,为精准农业定量化研究提供技术支持。
分类号: S127%S532
- 相关文献
[1]利用无人机数码影像估算马铃薯地上生物量. 刘杨,黄珏,孙乾,冯海宽,杨贵军,杨福芹. 2021
[2]无人机成像高光谱的马铃薯地上生物量估算. 刘杨,张涵,冯海宽,孙乾,黄珏,王娇娇,杨贵军. 2021
[3]基于无人机高光谱特征参数和株高估算马铃薯地上生物量. 刘杨,冯海宽,黄珏,杨福芹,吴智超,孙乾,杨贵军. 2021
[4]基于无人机数码影像的马铃薯生物量估算. 刘杨,冯海宽,黄珏,孙乾,杨福芹. 2020
[5]基于冠层光谱特征和株高的马铃薯植株氮含量估算. 樊意广,冯海宽,刘杨,边明博,孟炀,杨贵军. 2022
[6]菌株对百脉根及百脉根促生效果测定的研究. 付薇,杨春燕,陈伟,李显刚,陆瑞霞,舒建虹. 2015
[7]不同盐浓度下播种量对紫花苜蓿植物学特性的影响. 舒朝成,刘彤,王倩,于成,庞晓攀,郭正刚,刘慧霞. 2017
[8]黄香草木犀水浸提液对杂草种子萌发和幼苗生长的影响. 陈超,张蕊,夏凡,阚海明,王庆海. 2022
[9]基于无人机数码影像的冬小麦株高和生物量估算. 陶惠林,徐良骥,冯海宽,杨贵军,杨小冬,苗梦珂,代阳. 2019
[10]基于无人机数码影像的玉米育种材料株高和LAI监测. 牛庆林,冯海宽,杨贵军,李长春,杨浩,徐波,赵衍鑫. 2018
[11]基于无人机数字表面模型的冬小麦生物量估算模型构建及迁移能力分析. 郭燕,贺佳,曾凯,张彦,张红利,郑国清,王来刚. 2024
[12]基于无人机RGB遥感的甘蔗株高估测. 梁永检,吴文志,施泽升,唐利球,宋修鹏,颜梅新,郭强,秦昌鲜,何洪良,张小秋. 2023
[13]基于无人机高光谱分数阶微分的马铃薯地上生物量估算. 刘杨,冯海宽,孙乾,杨福芹,杨贵军. 2020
[14]不同分辨率无人机数码影像的马铃薯地上生物量估算研究. 刘杨,冯海宽,孙乾,杨福芹,杨贵军. 2021
[15]基于小波分析的马铃薯地上生物量估算. 刘杨,孙乾,冯海宽,杨福芹. 2021
[16]无人机影像光谱和纹理融合信息估算马铃薯叶片叶绿素含量. 陈鹏,冯海宽,李长春,杨贵军,杨钧森,杨文攀,刘帅兵. 2019
[17]无人机遥感在马铃薯田间表型研究中的应用. 李敏,郭雷风,王瑞利. 2023
[18]利用光谱空间特征估算马铃薯植株氮含量. 樊意广,冯海宽,刘杨,边明博,赵钰,杨贵军,钱建国. 2023
[19]添加飞防助剂对无人机防治马铃薯晚疫病的影响. 章振羽,任丹华,刘小谭,沈学善. 2020
[20]融合无人机多光谱和纹理特征的马铃薯LAI估算. 李健,江洪,罗文彬,麻霞,张雍. 2023
作者其他论文 更多>>
-
交配对棉铃虫嗅觉相关基因表达的影响
作者:张泽恩;王志强;陈秋燕;秦秋菊;刘杨
关键词:棉铃虫;交配;转录组测序;嗅觉相关基因;表达模式
-
设施环境调控技术研究现状与挑战
作者:王柯如;任妮;金晶;毛晓娟;刘杨
关键词:设施农业;环境监测;环境调控;多目标;能源消耗
-
无人机观测时间对玉米冠层叶绿素密度估算的影响
作者:周丽丽;冯海宽;聂臣巍;许晓斌;刘媛;孟麟;薛贝贝;明博;梁齐云;苏涛;金秀良
关键词:冠层叶绿素密度;观测时间;机器学习;PROSAIL模型;玉米
-
凡纳对虾核心育种群生长和抗WSSV性状的遗传参数估计
作者:和怡婧;李旭鹏;栾生;孔杰;曹宝祥;罗坤;谭建;曹家旺;陈宝龙;代平;邢群;刘绵宇;强光峰;刘杨;隋娟;孟宪红
关键词:凡纳对虾;遗传参数;生长;存活;WSSV
-
基于Sentinel数据与多特征学习的大豆种植面积提取
作者:段承君;杜晓初;龙慧灵;梅新;杨贵军;张有智
关键词:大豆;种植面积;机器学习;Google Earth Engine
-
凡纳对虾不同品系生长和急性肝胰腺坏死病抗性遗传参数估计
作者:黄桂仙;李旭鹏;田吉腾;栾生;孔杰;曹宝祥;刘宁;罗坤;谭建;曹家旺;代平;陈宝龙;强光峰;刘绵宇;刘杨;王宏杰;刘学会;隋娟;孟宪红
关键词:凡纳对虾;生长;AHPND抗性;遗传力;遗传相关
-
秦岭植被生态空天地遥感监测体系与平台建设构思
作者:张静;杨贵军;李振洪;雷蕾;刘淼;高美玲
关键词:遥感;植被;监测体系;生态环境;时空演变