丁香光谱测定方法及相关因子估算模型的研究
【摘要】：本文利用ASDinc便携式野外地物波谱仪对内蒙古农业大学东区校园内丁香的光谱特征进行了观测,通过对丁香在可见光-近红外波段内冠层、单叶光谱特性的观测,以及丁香冠层不同位置、不同角度光谱的观测,结合同步测量叶绿体色素和叶组织结构结果的分析比较,得出以下结论:
(1)在325～1075nm波段内,丁香冠层与南方向俯角的光谱在a=0.05水平下无显著差异,可利用南方向俯角光谱来替代垂直方向进行树木的光谱特征分析。
(2)丁香光谱与叶片各色素含量之间均存在负相关关系。基于光谱对叶片各色素含量的估算模型中,单叶光谱的拟合模型效果较好。各估算模型如下: Chl-ab(mg/g)=2.298-2.808R_(555)+0.59R_(685)-3.061R_(710) (R~2=0.836) Chl-a(mg/g)=1.66-1.961R_(555)+0.318R_(685)-2.176R_(710) (R~2=0.853) Chl-b(mg/g)=0.638-0.847R_(555)+0.272R_(685)-0.885R_(710) (R~2=0.827) Car(mg/g)=0.454-0.652R_(555)+0.914R_(685)-0.763R_(710) (R~2=0.833)相对误差分别为6.9%、6.7%、6.4%、7.3%。
基于高光谱变量对叶片各色素含量的估算模型中,冠层高光谱变量的拟合模型效果较好。各估算模型如下: Chl-ab(mg/g)=2.562-42.5Db+0.951Dy-42.96SDb-0.586SDy (R~2=0.811) Chl-a(mg/g)=1.85-29.83Db+0.632Dy-30.32SDb-0.373SDy (R~2=0.817) Chl-b(mg/g)=0.712-12.67Db+0.319Dy-12.64SDb-0.213SDy (R~2=0.816)相对误差分别为6.7%、6.5%、6.4%。
(3)丁香光谱与叶片厚度、栅栏组织厚度之间总体呈现正相关关系;与海绵组织厚度呈现负相关关系;叶片组织比与丁香光谱特征变化没有关系。
【关键词】：光谱特征 丁香 估算模型 【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：S685.26
【目录】：
- 摘要3-4
- Abstract4-9
- 1 引言9-13
- 1.1 光谱在林业方面的研究进展10-12
- 1.1.1 国外研究进展10-11
- 1.1.2 国内研究进展11-12
- 1.2 研究内容、目的及意义12-13
- 1.2.1 研究内容12
- 1.2.2 研究目的、意义12-13
- 2 研究方案与测定方法13-18
- 2.1 研究方案（试验地点、时间，研究对象）13-14
- 2.2 研究方法及技术路线14
- 2.2.1 研究方法14
- 2.2.2 技术路线14
- 2.3 测定方法14-18
- 2.3.1 丁香光谱测量14-15
- 2.3.2 单叶和冠层反射光谱测定15-16
- 2.3.3 不同方向、不同角度的光谱测定16
- 2.3.4 叶片叶绿素含量测定16-17
- 2.3.5 叶片结构观测17-18
- 3 光谱分析技术和方法18-20
- 3.1 数据处理、分析方法18
- 3.2 高光谱特征参数及其提取方法18-20
- 4 丁香的反射光谱特性和光谱测定方法的研究20-26
- 4.1 丁香光谱谱特征及其在生长期内的差异20-21
- 4.2 丁香单叶和冠层光谱特征的变化21-22
- 4.3 不同方向、不同角度丁香光谱特征的差异22-24
- 4.4 各个方向不同角度丁香光谱特征的变化24-25
- 4.5 小结25-26
- 5 丁香光谱特性与叶片色素关系的研究26-39
- 5.1 叶片色素之间的相关分析26
- 5.2 叶绿素总量与丁香光谱特性的关系26-30
- 5.2.1 叶绿素总量与丁香冠层、单叶、南方向俯角光谱的相关分析26-27
- 5.2.2 叶绿素总量与丁香冠层、单叶、南方向俯角光谱的回归分析27
- 5.2.3 叶绿素总量与丁香冠层、单叶、南方向俯角高光谱变量的相关分析27-29
- 5.2.4 叶绿素总量与丁香冠层、单叶、南方向俯角高光谱变量的回归分析29
- 5.2.5 小结29-30
- 5.3 叶绿素a 与丁香光谱特性的关系30-33
- 5.3.1 叶绿素a 与丁香冠层、单叶、南方向俯角光谱的相关分析30
- 5.3.2 叶绿素a 与丁香冠层、单叶、南方向俯角光谱的回归分析30-31
- 5.3.3 叶绿素a 与丁香冠层、单叶、南方向俯角高光谱参数的相关分析31-32
- 5.3.4 叶绿素a 与丁香冠层、单叶、南方向俯角高光谱参数的回归分析32-33
- 5.3.5 小结33
- 5.4 叶绿素b 与丁香光谱特性的关系33-36
- 5.4.1 叶绿素b 与丁香冠层、单叶、南方向俯角光谱的相关分析33
- 5.4.2 叶绿素b 与丁香冠层、单叶、南方向俯角光谱的回归分析33-34
- 5.4.3 叶绿素b 与丁香冠层、单叶、南方向俯角高光谱参数的相关分析34-35
- 5.4.4 叶绿素b 与丁香冠层、单叶、南方向俯角高光谱参数的回归分析35-36
- 5.4.5 小结36
- 5.5 类胡萝卜素与丁香光谱特性的关系36-39
- 5.5.1 类胡萝卜素与丁香冠层、单叶、南方向俯角光谱的相关分析36-37
- 5.5.2 类胡萝卜素与丁香冠层、单叶、南方向俯角光谱的回归分析37-38
- 5.5.3 类胡萝卜素与丁香冠层、单叶、南方向俯角高光谱参数的相关分析38-39
- 5.5.4 小结39
- 6 丁香光谱特征与叶片组织结构的关系研究39-42
- 6.1 叶片组织结构参数之间的相关分析39
- 6.2 叶片厚度与丁香光谱特征的关系39-40
- 6.3 叶片栅栏组织厚度与丁香光谱特征的关系40-41
- 6.4 叶片海绵组织厚度与丁香光谱特征的关系41
- 6.5 叶片组织比与丁香光谱特征的关系41-42
- 6.6 小结42
- 7 结论与讨论42-44
- 致谢44-45
- 参考文献45-50
- 作者简介50
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