基于冠层结构光谱不变性理论的农作物光合色素含量估算研究

基本信息
批准号:41801243
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:邹晓晨
学科分类:
依托单位:南京信息工程大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张雪红,李映雪,林芬芳,吴芳,何泱,颜婉倩,潘锁艳,秦和娟
关键词:
植被生物化学参数植被指数叶面积指数高光谱遥感植被结构参数
结项摘要

Foliar pigments content is an indicator of crop stress and photosynthesis ability. Imaging spectroscopy is an important technology to detect crop pigments content in a large area. However, canopy reflectance is affected by multiple factors such as atmosphere condition, solar illumination condition and canopy structure, which raises the difficulty and uncertainty for retrieval of foliar pigments content from imaging spectroscopy data. It is crucial to remove the canopy structure effects for foliar pigments content retrieval. Recently, spectral invariant theory provides an alternative approach to solve this problem. In this project, we will acquire imaging spectroscopy data and in-situ measurements for three species (winter wheat, turnip rape and corn) with contrary canopy structures. The aim of this study is to develop robust model for foliar pigments estimation based on spectral invariant theory using radiative transfer model, vegetation indices and machine learning algorithms. First of all, we will clarify the mechanism for foliar pigment estimation based on canopy scattering coefficient. Secondly, we will develop foliar pigments content sensitive vegetation indices based on canopy scattering coefficient. Finally, we will develop models for foliar pigments content estimation combing canopy scattering coefficient and machine learning algorithms. This project will enhance the ability for foliar pigments content estimation via imagining spectroscopy data and further assistant production decision in precision agriculture.

叶片光合色素含量是农作物环境胁迫与光合作用能力的指示器。成像光谱技术是大尺度探测光合色素含量的重要手段。冠层光谱反射率受到大气、光照条件、冠层结构等多种因素的影响,增加了探测叶片光合色素的难度和不确定性。去除冠层结构影响是解决这一问题的关键因素之一。近来,光谱不变性理论的提出为去除冠层结构影响提供了新思路。为此,本项目以冬小麦、油菜、夏玉米三种冠层结构差异显著的典型农作物为研究对象,采用成像光谱数据和实测农作物生理生化参数,以光谱不变性理论为基础,结合辐射传输模型、植被指数和机器学习算法,探索光合色素含量估算方法。并拟对如下问题开展研究:(1)冠层散射系数估算叶片光合色素机理研究。(2)基于冠层散射系数的叶片光合色素敏感植被指数研究。(3)基于冠层散射系数与机器学习算法的光合色素估算模型研究。本项目将极大提高成像光谱技术估算农作物叶片光合色素的能力,为农业精细化管理和生产决策发挥巨大作用。

项目摘要

项目的主要研究内容是开发适用于多种不同冠层结构类型的农作物叶绿素含量遥感估算方法。通过实测多种农作物冠层光谱反射率,叶绿素含量和冠层结构参数与植被冠层辐射传输模型结合开展了相关的研究工作,包括:开展基于多种机器学习算法估算农作物冠层结构参数的方法,为开发适用于不同冠层结构类型农作物叶绿素含量遥感估算提供先验知识;构建了新的叶绿素含量敏感而冠层结构不敏感光谱指数,为采用植被指数大尺度估算多种农作物叶绿素含量提供了依据;提出了冠层反射率与冠层散射系数相结合的农作物叶绿素含量遥感反演新方法,为遥感估算多种类型冠层结构农作物叶绿素含量提供了新思路。本项目投稿和撰写SCI论文3篇,培养研究生3名。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

DOI:10.13885/j.issn.0455-2059.2020.06.004
发表时间:2020
3

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
4

黄河流域水资源利用时空演变特征及驱动要素

黄河流域水资源利用时空演变特征及驱动要素

DOI:10.18402/resci.2020.12.01
发表时间:2020
5

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

DOI:10.19701/j.jzjg.2015.15.012
发表时间:2015

邹晓晨的其他基金

相似国自然基金

1

基于冠层光谱的光合作用荧光发射光谱探测及应用

批准号:40301035
批准年份:2003
负责人:刘良云
学科分类:D0113
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

FPAR对冠层群体叶绿素含量响应的遥感机理及其估算模型研究

批准号:40801138
批准年份:2008
负责人:高彦华
学科分类:D0113
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
3

开放式水稻冠层氮素营养光谱响应机理及估算模型

批准号:30900868
批准年份:2009
负责人:田永超
学科分类:C1302
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
4

基于冠层光合特征参数的棉花生长状况高光谱遥感定量监测

批准号:31560354
批准年份:2015
负责人:王登伟
学科分类:C1311
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目