基于无人机成像高光谱影像的冬小麦LAI估测

作者：陶惠林; 冯海宽^*; 杨贵军; 杨小冬; 刘明星; 刘帅兵

来源：农业机械学报, 2020, 51(01): 176-187.

• 冬小麦
• 叶面积指数
• 无人机
• 成像光谱
• 估测
• 光谱参数

利用无人机Cubert UHD185 Firefly成像光谱仪和ASD光谱仪获取了冬小麦挑旗期、开花期和灌浆期的成像和非成像高光谱以及LAI数据。首先,对比ASD与UHD185光谱仪数据光谱反射率,评价两者精度;然后,选取7个光谱参数,分析其与冬小麦3个生育期LAI的相关性,并使用线性回归和指数回归挑选出最佳估测参数;最后利用多元线性回归、偏最小二乘、随机森林、人工神经网络和支持向量机构建了冬小麦3个不同生育期LAI的估测模型。结果表明:UHD185光谱仪光谱反射率在红边区域与ASD光谱仪趋势一致性很高,反射率在挑旗期、开花期、灌浆期的R2分别为0. 995 9、0. 999 0和0. 996 8,UHD185光谱仪数据精度较高; 7种光谱参数在挑旗期、开花期、灌浆期与LAI相关性最高的参数分别是NDVI(r=0. 738)、SR(r=0. 819)、NDVI×SR(r=0. 835); LAI-MLR为冬小麦LAI的最佳估测模型,其中开花期拟合性最好,精度最高(建模R2=0. 678 8、RMSE为0. 69、NRMSE为19. 79%,验证R2=0. 846 2、RMSE为0. 47、NRMSE为16. 04%)。

• 单位
  北京农业信息技术研究中心; 国家农业信息化工程技术研究中心; 河南理工大学