基于小波分析小麦旗叶净光合速率高光谱遥感反演

摘要

精准估算冬小麦净光合速率(Pn)对监测植物生长状况和产量估计有重要意义.本文对小麦旗叶高光谱反射率通过Bior1.3小波基进行多层小波分解,分析不同尺度与净光合速率的相关性,最佳分解层次敏感波段构建光谱指数,建立BP神经网络模型并与敏感波段模型比较.结果表明:基于Bior1.3小波基变换的5层分解重构效果最好,敏感波段集中在400、600和800 nm附近;5层小波分解中高频分量cD4最能体现与Pn有关的光谱细节信息,788与404 nm构建的差值指数(DVI[788-404])和比值指数(RVI[788-404])相关性最高,R2分别为0.75和0.72,其次为高频分量cD5中788和400 nm的差值指数(DVI[784-400]),R2为0.71;敏感波段与高频分量cD4光谱指数建立的BP神经网络模型对比发现,光谱指数模型精度最高,R2为0.86,RMSE为1.99.表明基于小波变换的光谱指数构建不仅可行,且精度高于敏感波段模型,能更多地反映小麦旗叶Pn的光谱细节信息,为Pn反演提供了一种有效快速的可选方案.