基于高光谱遥感的小麦黄花叶病害等级监测研究

摘要

为了构建小麦黄花叶病的遥感监测技术,在小麦返青期、拔节前期和拔节后期测定了不同黄花叶病等级下的冠层反射率,并同步调查与病害等级相关的小麦株高、含水量、氮含量、色素含量等农学参数,筛选出适宜监测小麦黄花叶病的植被指数,并构建病害等级监测模型。结果表明,小麦黄花叶病的反射光谱敏感波段在返青期和拔节前期集中于560~720nm范围,而拔节后期则集中于800~900nm区域。随病害等级的增加,光谱反射率在可见光波段逐渐增加,而在近红外波段区域降低。植被指数与病害等级相关性在不同生育时期间存在显著差异,整体上以拔节前期最好,决定系数(r^(2))为0.72~0.82,而拔节后期模型精度急剧下降(r^(2)=0.26~0.72)。在植被指数中,整体上以表征色素变化的mND705模型预测精度最好,r^(2)和RMSE分别为0.59~0.68和0.79~0.98。采用偏最小二乘回归(PLSR)建立黄花叶病害分级模型,三个时期的模型精度均高于植被指数模型,且整体上以返青期和拔节期前期估算效果较好,模型验证r^(2)为0.93~0.97,RMSE为0.24~0.32。因此,利用PLSR模型可以准确评价返青至拔节期前期小麦黄花叶病害等级。