山西省科技攻关计划项目(20110311038)
- 作品数：15 被引量：154H指数：7
- 相关作者：杨武德冯美臣王超李广信赵佳佳更多>>
- 相关机构：山西农业大学山西省农业科学院河南省农业科学院更多>>
- 发文基金：山西省科技攻关计划项目国家自然科学基金山西省青年科技研究基金更多>>
- 相关领域：农业科学更多>>
- 基于SPOT-5影像的冬小麦拔节期生物量及氮积累量监测被引量：29
- 2012年
- 【目的】建立基于SPOT-5遥感信息的冬小麦拔节期地上部生物量和氮积累量的遥感监测模型,为利用SPOT-5影像进行大面积小麦生产力预测和氮素调控提供依据。【方法】分析冬小麦拔节期地上部生物量和氮积累量与同期SPOT-5光谱参数之间的定量关系,筛选出适宜的光谱参数,建立并评价冬小麦拔节期地上部生物量和氮积累量的遥感监测模型。【结果】绿光、红光和近红外波段反射率与冬小麦拔节期地上部生物量和氮积累量的相关系数均达到极显著水平。其中,近红外波段反射率对地上部生物量反应最敏感,绿光波段反射率则对地上部氮积累量反应最敏感。利用归一化植被指数(NDVI)为变量建立地上部生物量指数函数遥感监测模型表现最优,决定系数(R2)达到0.696**,均方根误差(RMSE)达到258.92 kg.hm-2。利用近红外和绿光波段反射率的比值为变量建立地上部氮积累量线性函数遥感监测模型表现最优,R2达到0.717**,RMSE达到19.24 kg.hm-2。依据上述模型,制作了研究区冬小麦拔节期地上部生物量和氮积累量遥感监测专题图。【结论】SPOT-5影像在冬小麦拔节期小麦长势监测中能够获得较高精度,具有广泛的应用前景。
- 王备战冯晓温暖郑涛杨武德
- 关键词：冬小麦SPOT-5拔节期生物量氮积累量
- 冬小麦高光谱信息提取方法的研究被引量：1
- 2015年
- 针对高光谱数据波段多、数据量大和冗余度大等特点，本文以 ASD 便携式高光谱仪为光谱数据获取手段，以不同生育时期冬小麦冠层高光谱为研究对象，采用主成分分析和波段自相关分析两种方法来进行数据降维，通过采用基于高光谱与叶面积指数估算（LAI）相关系数法进行验证，以确定冬小麦高光谱遥感信息提取的最佳波段。结果表明，主成分分析法（PCA）和波段自相关分析法选择的波段主要在可见光区域（350～450 nm 和600～700 nm）、近红外区域（1100～1200 nm）和短波红外区域（1500～1750 nm），包含了验证方法基于高光谱与 LAI 相关系数法所选择的主要波段范围：可见光区域和近红外区域。综合考虑，用主成分分析法和波段自相关分析法两种方法对冬小麦高光谱提取的信息是全面、可靠的，包含了针对某一生理指标如 LAI 的有关信息。
- 李志花冯美臣王超赵佳佳王慧琴刘婷婷杨武德
- 关键词：高光谱遥感信息提取主成分分析
- 基于高光谱和HJ-1 CCD的水旱地冬小麦叶绿素含量反演被引量：4
- 2014年
- 叶绿素作为绿色植物光合作用的必要组成成分,其含量的高低可反映作物的长势状况。实时监测植物叶片叶绿素含量的动态变化是监测植物长势的重要环节。以山西省闻喜县冬小麦为研究对象,基于高光谱技术和实测数据,对研究区冬小麦拔节期的叶绿素含量进行定量估算,并在此基础上利用卫星遥感数据对冬小麦的叶绿素含量进行反演,以达到仅应用卫星遥感数据估测叶绿素含量的目的。结果表明,水旱地冬小麦叶绿素含量敏感波段在可见光区域不同,在近红外区域一致;水旱地分别以DVI和NDVI为变量所构建的预测模型效果最佳,R2值均达到0.9以上,均方根误差分别为0.470 0和0.458 7;对叶绿素含量反演值与实测值对比分析,水地反演值与实测值大致吻合,而旱地反演值则偏高;采用均方根误差(RMSE)法,检验反演值和实际值的符合度,水地RMSE为0.926,旱地RMSE为1.540。
- 王慧琴冯美臣李广信杨武德任鹏刘婷婷郭小丽高龙梅李志花赵佳佳
- 关键词：HJ-1CCD植被指数叶绿素含量
- 变换光谱数据对土壤氮素PLSR模型的影响研究被引量：10
- 2016年
- 光谱数据变换对消除背景、噪音影响以及提取光谱特征有重要的作用,是光谱数据分析过程中的必要步骤。为了研究光谱变换处理对土壤氮素PLSR模型的影响精度,并选择最佳光谱变换处理方法,本文对原始光谱数据进行了15种典型光谱变换,通过比较不同变换光谱与土壤氮素的相关性,实现土壤氮素的PLSR精确诊断,并综合评定最佳光谱数据变换方法。结果表明,涉及微分处理后的光谱变换,尤其是先进行开方(T8、T11)、对数(T6、T12)等变换后再进行微分处理,可提高其与土壤氮素的相关性。在引入较少因子变量个数的条件下,该方法使因变量解释量达到了98%。综合考虑模型的校正、验证效果及模型复杂度(模型最佳因子变量个数),可得出光谱平方根的一阶微分变换处理(T8)为最佳的土壤光谱变换算法。该条件下的土壤氮素的校正模型表现为R2=0.985、RMSEC=0.000132、Fn=6,验证模型的表现为R2=0.9853、RMSEV=0.000162,结果表明基于T8的光谱数据变换可实现本试验条件下土壤氮素的光谱估算。另外,可以考虑将原始光谱的一阶微分(T9)、对数和对数倒数的一阶微分(T6、T7)以及平方根和对数的二阶微分(T11、T12)作为光谱数据变换方法。本文研究结果可为土壤氮素估算和光谱数据预处理提供技术参考。
- 乔星星冯美臣杨武德孙慧郭小丽史超超
- 关键词：土壤氮素偏最小二乘法
- 氮肥调控对冬小麦干物质量、产量和氮素利用效率的影响被引量：40
- 2014年
- 为了探讨河南省安阳地区冬小麦合理高效的氮肥调控模式,2008-2010年通过田间试验,比较分析了不同基追比(10∶0和6∶4)和施氮水平(100、200和300kg·hm-2)下冬小麦干物质量、产量和氮肥利用效率的差异。结果表明,增施氮肥显著促进了冬小麦的干物质积累和籽粒产量的形成,在基追比10∶0下,氮肥农学效率(NE)随着施氮量的增加呈降低趋势。在相同追施比例下,干物质量、籽粒产量、氮素生理利用效率(PNUE)和氮素利用效率(NUE)以施氮200kg·hm-2时最高。在施氮100kg·hm-2时,提高氮肥基施比例更有利于增加干物质量、产量和氮肥利用效率;伴随施氮量的增加,提高追肥比例能有效增加干物质量、籽粒产量、NE、PNUE和NUE。本试验中,在施氮200kg·hm-2、基追比为6∶4条件下,冬小麦的干物质积累、产量及氮素利用效率表现最佳。
- 张杰王备战冯晓李国强赵巧丽胡峰郑国清
- 关键词：冬小麦氮肥调控干物质量氮素利用效率
- 基于多源数据的县域冬小麦氮肥调控管理分区被引量：3
- 2012年
- 为便于对县域尺度冬小麦进行精确氮肥调控,该文以安阳县冬小麦种植区为研究对象,在3S技术的支持下,利用定性和定量相结合的分析方法,分别对影响冬小麦氮肥调控的重要因子,如地形、土壤类型、土壤养分和光谱信息等多源数据,进行聚类和综合叠加分析,以确定最终的县域氮肥调控管理分区。基于土壤养分和产量的管理分区划分结果评价表明,各级分区土壤养分和产量的变异系数均有所减低,其中三级分区的21个子区为最终分区结果,其管理分区之间的土壤理化性质差异显著,有机质、碱解氮和产量变异系数均值分别降低70%、53%、66%。基于光谱数据的管理分区划分结果评价表明,不同分区内归一化植被指数(NDVI)的集中程度明显提高。分区结果可以作为冬小麦氮肥调控的决策单元,为精确农业管理提供有效途径。
- 王备战王来刚温暖任瑞萍郑涛杨武德
- 关键词：氮肥管理分区县域冬小麦
- 不同播期冬小麦地上干物质的光谱监测被引量：5
- 2015年
- 为了更好地利用遥感技术快速、准确监测冬小麦地上干物质,本试验对不同播期条件下京9428、超优66在开花期的地上干物质和冠层光谱反射率进行了测定,通过提取地上干物质的光谱敏感波段和植被指数,构建冬小麦地上干物质光谱监测模型。结果表明,地上干物质与原始光谱的一阶微分处理的相关性优于原始光谱,据此提取的特征波段和构建植被指数也均与地上干物质达到极显著水平,所构建的光谱监测的预测效果较好,其中以FDEVI(730,850)为变量建立的模型监测精度最高;播期组合的地上干物质与FDEVI(730,850)有很高的相关性,具有一定实践意义。此外研究发现,播期1(10月1日)条件下的模型决定系数达0.8685,经验证,RRMSE和RE也较小,故该播期适宜于冬小麦地上干物质监测。本研究可为冬小麦地上干物质无损动态监测及生产科学管理提供一定技术依据和实践参考。
- 宋月荷冯美臣尹超杨武德
- 关键词：冬小麦播期高光谱遥感
- 麦田耕作层土壤有机质的高光谱监测被引量：6
- 2014年
- 为了利用高光谱技术实现麦田耕作层土壤有机质（SOM）的实时、快速、准确监测，对不同物理条件下的麦田耕作层（0-20cm）土壤进行了有机质和高光谱的测定，并利用多元逐步回归统计方法进行了土壤有机质信息波段的提取和监测模型的构建。结果表明，风干土和过筛处理土的光谱反射率要明显高于湿土处理，在350～1100nm处，光谱基本重合，说明二者含有相似的光谱信息，不同土壤粒径造成1100～2500nm的差异。利用多元逐步回归的统计方法构建了不同光谱处理方式的土壤有机质光谱监测模型，并取得了较好的验证效果，其中，基于Savitzky-Golay平滑法的光谱处理不适于试验土壤有机质监测模型的构建；而经一阶微分处理后所构建的光谱监测模型拟合精度高、验证误差小，其中，湿土的土壤有机质监测模型具有较好的实践应用性。研究结果将为麦田土壤有机质的高光谱监测提供一定的理论依据。
- 王超冯美臣杨武德李广信赵佳佳朱智慧
- 关键词：土壤有机质
- 冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分时空变化特征被引量：24
- 2013年
- 【目的】研究冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分的时间和空间变化规律以及多年轮作对土壤养分的影响。【方法】以国家精准农业示范研究基地为例,利用GIS技术和地统计学方法,结合《北京土壤养分分等定级标准》,分析冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分时空变异特征。【结果】从2000—2007年,研究区严重缺乏磷、钾养分,且含量等级呈下降趋势;土壤全氮含量虽在部分区域偏高,但盈亏等级也呈下降趋势;有机质含量略微增加,处于平衡状态。不同年度的各土壤养分的变异系数范围为11.00%—51.71%,属于中等程度的变异。随着时间的推移,有效磷、有机质、全氮和碱解氮空间分布稳定。速效钾在2001年空间分布规律与2000年和2007年不同,但2000年和2007年空间分布一致,说明土壤速效钾空间分布也具有一定的稳定性。【结论】整体上来说,研究区南部和东北部土壤养分含量偏高,中部含量偏低。当田块土壤物理特性有大的变动时,土壤养分的空间结构特征会受到一定影响;但当长时间田块耕作管理相对一致时,结构性因素(尤其土壤特性、气候)起主要作用。
- 崔贝王纪华杨武德陈立平黄文江郭建华宋晓宇冯美臣
- 关键词：土壤特性地统计学分析冬小麦-夏玉米轮作
- 水旱地冬小麦叶绿素含量高光谱监测被引量：9
- 2013年
- 叶绿素是影响冬小麦产量和品质的重要农学参数,麦田土壤水分的不同会对冬小麦生长产生明显影响,因此实现水旱地冬小麦叶绿素含量的遥感监测具有重要意义。本研究通过分析灌溉地和旱地冬小麦冠层光谱特征,提取敏感波段,并在此基础上通过相关分析,构建叶绿素含量的最佳遥感监测模型。结果表明:灌溉地和旱地的光谱反射及其一阶导数光谱曲线的变化趋势相似,但其值的大小存在较大差异;灌溉地冬小麦冠层光谱特征波段为624、780、958、1053、1082 nm,以FDMSAVI(1082,624)为变量建立的预测模型效果最佳,检验模型的R2为0.8447;旱地的特征波段为691、848、871、1199和1212 nm,以FDMSAVI(1212,691)为变量所建模型预测效果,检验模型的R2为0.8627。因此,利用高光谱技术进行水旱地冬小麦叶绿素含量的监测是可行的,可为麦田科学管理及决策提供技术支持。
- 李方舟冯美臣杨武德李广信王超宋月荷高龙梅张凯
- 关键词：冠层光谱灌溉地旱地
