苹果叶片氮含量高光谱反演方法对比

作者：杨福芹; 冯海宽^*; 李振海; 潘洁晨; 谢瑞

来源：遥感技术与应用, 2021, 36(02): 353-361.

• 苹果叶片
• 叶片氮含量
• 灰色关联分析
• 随机森林
• 偏最小二乘法

快速、无损、及时地准确估算苹果叶片氮含量是保证苹果产量和质量的基础,利用高光谱技术对苹果叶片氮含量进行遥感反演可为合理施肥提供理论依据。利用2012年和2013年山东省肥城市潮泉镇下寨村不同生育期的苹果叶片氮含量和相应的叶片光谱数据进行分析和建模。首先分析了叶片氮含量与原始光谱、一阶微分及三边光谱指数之间的相关性,筛选出对叶片氮含量敏感的光谱指数;构建了对叶片氮含量敏感的光谱指数NDSI和RSI;最后利用筛选的敏感光谱指数及构建的NDSI和RSI光谱指数,结合灰色关联分析(GRA)-偏最小二乘(PLS)方法及袋外数据重要性(OOB)-随机森林(RF)方法对叶片氮含量进行反演。结果表明:(1)叶片氮含量与原始光谱、一阶微分光谱之间的敏感波段分别为553、711、527、708和559 nm;构建的对叶片氮含量敏感的光谱指数分别为NDSI(567,615)和RSI(554,615);叶片氮含量对三边光谱指数之间相关性最好的光谱指数是SDy。(2)建模和验证结果表明用OOB-RF建立的苹果叶片氮含量估算模型具有较好的精度和可靠性,可以用来指导果树变量施肥,为监测氮素营养状况提供一种新的方法。

• 单位
  土木工程学院; 国家农业信息化工程技术研究中心; 河南工程学院