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《海南大学》 2010年
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基于高光谱信息的橡胶树叶片氮素营养快速检测技术研究

陈贻钊  
【摘要】: 氮素是橡胶树最重要的营养元素之一,与橡胶树的生长、产量有着密切的相关。适时、快速且准确测定橡胶树叶片氮含量对橡胶树营养状况评价、产量估测以及实施变量施肥具有重要意义。本文通过分析橡胶树叶片氮素光谱特征、建立预测模型,快速、准确测定叶片氮含量,为橡胶树氮素营养遥感监测提供理论依据。 使用美国ASD光谱仪以及高密度植被探头采集橡胶树叶片光谱信息,并测定叶片全氮含量。通过分析光谱曲线,了解橡胶树叶片反射、吸收以及编码特征;分析叶片反射光谱与氮含量的关系,确定橡胶树叶片氮素敏感波段,确定估算叶片氮含量的最佳比值植被指数;以导数光谱数据提取橡胶树叶片“三边”特征,并分析其与叶片氮含量的关系;利用反射率、吸光度、导数光谱为信息源,通过不同方法选择建模样品,建立PLSR模型,并评价模型。 结论如下:(1)橡胶树叶片具有明显区别于去离子水以及土壤的“峰”与“谷”的光谱特征;反射光谱在465nm、538nm、663nm、730nm以及700-1300nm等处与叶片氮含量具有较高的相关性,相关性达到极显著水平;730nm处反射率与叶片氮含量相关系数达0.8422极显著水平;确定反映橡胶树叶片氮含量的最佳比值植被RVI(R1298/R740),并建立线性方程,y=8.0797x-5.9582,R2=0.7396。(2)微分光谱在557nm、635nm、1409nm、1744nm以及2320nm处与叶片氮含量具有极显著相关性,以714nm微分光谱与氮含量建立线性方程,R2达0.6721;“三边”特征中SDR/DB/SDY/SDB/DR与氮含量具有极显著相关性,其中以红边积分面积变量与氮含量建立的方程R2达0.63以上,其他各变量相关性不显著。(3)导数光谱有利于降低PLSR建模的成分数,减少计算量,促成模型的最佳拟合:建立的模型比对应的反射率以及吸光度光谱模型更有利于建立稳健的光谱模型,并且模型具有更强的预测能力。(4)光谱主成份网格选点法建立的模型预测能力高于随机选点以及氮含量梯度选点建立的模型;以光谱主成分网格选点法建立的反射率导数以及吸光度导数光谱模型自我校正相关性高,分别达0.9807、0.9591,预测样品相关性为0.9599、0.9492,预测标准差仅0.0978、0.1061,能够准确地预测橡胶树叶片氮含量。
【学位授予单位】:海南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S794.1

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 杨巧明;橡胶树单叶叶绿素和氮素营养状况的高光谱监测研究[D];海南大学;2011年
2 高淑然;基于肥效试验的轮台白杏叶片光谱分析[D];新疆农业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 赵春芝;张守仕;王超;刘连航;陈利平;刘荣宁;;流动注射分析法分析土壤有效磷试验[J];山东农业科学;2007年06期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 汪震;洪津;张冬英;罗军;;液晶可调谐滤光片在遥感探测中的应用研究[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
4 李孝良;孙莉;于群英;;安徽省部分水稻土中氟含量及其影响因素研究[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
5 张祥明;;美盛肥料对油菜经济性状和产量的影响[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
6 王家嘉;李录久;吴萍萍;;氮肥运筹对小麦产量及生长性状的影响研究[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
7 常江;杜艳;姚艳娟;;安徽省主要土壤铅含量及其与小麦幼苗生长相关性研究[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
8 潘振祥;段嵘峰;曹千红;杨大志;;高分辨率卫星影像GPS像控点数据库建设研究[A];河南省地质调查与研究通报2007年卷(上册)[C];2007年
9 刘虎成;徐坤;;水肥一体化对生姜产量及水肥利用效率的影响[A];山东园艺学会第七次会员代表大会暨学术研讨会论文集[C];2011年
10 高晓燕;代明亮;李松涛;李天忠;;氨基酸生物有机肥在梨树上的应用效果研究[A];梨科研与生产进展(五)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵锦梅;不同土地利用方式对高寒地区水土保持生态服务功能的影响研究[D];甘肃农业大学;2010年
2 贺春燕;施肥对枸杞产量和品质的影响及效应研究[D];甘肃农业大学;2009年
3 陈祯;基于近红外光谱分析的土壤水分信息的提取与处理[D];华中科技大学;2010年
4 罗新宁;基于SPAD的棉花氮素营养诊断及氮营养特性研究[D];新疆农业大学;2010年
5 陈波浪;绿洲棉田磷素养分资源高效利用机理和技术研究[D];新疆农业大学;2010年
6 侯钰荣;伊犁绢蒿生理生态适应性的研究[D];新疆农业大学;2010年
7 颜辉;植物油的亚油酸、亚麻酸红外光谱融合和模型优化方法的研究[D];江苏大学;2010年
8 王俊峰;氮、水和温度对羊草有性生殖及克隆生长的影响[D];东北师范大学;2010年
9 吉艳芝;填闲作物阻控设施蔬菜土壤硝态氮累积和淋失的研究[D];河北农业大学;2010年
10 尹浩;地中海贫血筛查指标的FTIR/ATR光谱分析方法研究[D];暨南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 武少伟;铁锰硅对凤眼莲生物质结构的影响[D];华中农业大学;2010年
2 莫琼;等高绿篱—农业复合系统土壤CO_2和N_2O排放特征[D];华中农业大学;2010年
3 马琳;砷污染地下水修复的渗透反应墙材料筛选及除砷机理研究[D];华中农业大学;2010年
4 倪玲珊;菹草对长江中游湖泊沉积物及上覆水间钙、磷循环的影响[D];华中农业大学;2010年
5 潘媛;不同油菜品种硼吸收利用差异与细胞壁组分关系的研究[D];华中农业大学;2010年
6 宁大伟;江汉平原油菜—水稻轮作制度下施肥效果及经济效益的研究[D];华中农业大学;2010年
7 马彦平;基于数字图像的冬小麦、夏玉米长势远程动态监测技术研究[D];华中农业大学;2010年
8 朱小娇;施用工程菌和草木灰对污染土壤Cd形态和小麦生长的影响[D];华中农业大学;2010年
9 杨莹莹;不同修复措施下侵蚀红壤的团聚体稳定性与肥力特点[D];华中农业大学;2010年
10 费云舟;污泥污染土壤中接种AM真菌对紫云英生长及重金属吸收的影响[D];华中农业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘占宇;周湾;张莉丽;;入侵植物加拿大一枝黄花的高光谱特性研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年07期
2 黄凌霞;金航峰;赵丽华;饶丽琴;楼程富;金佩华;;桑树叶片的叶绿素值检测与光谱特征分析方法[J];蚕业科学;2008年04期
3 杨红丽;陈功;吴建付;;施氮水平对多花黑麦草植株氮含量及反射光谱特征的影响[J];草业学报;2011年03期
4 申晓慧;张敬涛;姜成;宋英博;;大豆叶片叶绿素含量与光谱的特征分析[J];大豆科学;2009年04期
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6 谭昌伟,王纪华,黄文江,刘良云,黄义德,赵春江;夏玉米叶片全氮、叶绿素及叶面积指数的光谱响应研究[J];西北植物学报;2004年06期
7 张俊华;张佳宝;贾科利;;不同施肥条件下夏玉米光谱特征与叶绿素含量和LAI的相关性[J];西北植物学报;2008年07期
8 张璇;卢志红;何绍兰;易时来;郑永强;王亮;赵旭阳;牛廷香;邓烈;;水分胁迫条件下柑桔叶片特征光谱响应研究[J];中国南方果树;2009年03期
9 马亚琴,包安明,王登伟,孙莉,黄春燕,冯宪伟,肖春华,杨新军;水分胁迫下棉花冠层叶片氮素状况的高光谱估测研究[J];干旱区地理;2003年04期
10 代辉,胡春胜,程一松,宋文冲;不同氮水平下冬小麦农学参数与光谱植被指数的相关性[J];干旱地区农业研究;2005年04期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 唐延林;水稻高光谱特征及其生物理化参数模拟与估测模型研究[D];浙江大学;2004年
2 李映雪;基于冠层反射光谱的小麦氮素营养与籽粒品质监测[D];南京农业大学;2005年
3 李佛琳;基于光谱的烟草生长与品质监测研究[D];南京农业大学;2006年
4 王磊;玉米营养光谱诊断技术研究[D];中国农业科学院;2007年
5 冯伟;基于高光谱遥感的小麦氮素营养及生长指标监测研究[D];南京农业大学;2007年
6 易秋香;不同遥感水平水稻氮素信息提取研究[D];浙江大学;2008年
7 胡昊;基于可见光—近红外光谱的冬小麦氮素营养诊断与生长监测[D];中国农业科学院;2009年
8 卞萌;基于高光谱遥感的茶叶生物化学参数提取的研究[D];武汉大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李雪飞;控释肥对紫叶稠李叶片营养、色素及光谱反射的影响[D];山东农业大学;2010年
2 雷彤;基于高光谱的苹果花期果期光谱特征分析及其果量估测[D];山东农业大学;2010年
3 王兵;基于GIS的植物营养光谱诊断的研究[D];河南农业大学;2005年
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5 郭曼;不同营养水平农作物光谱特性研究[D];西北农林科技大学;2006年
6 吴华兵;基于反射光谱的棉花氮素营养与生长监测研究[D];南京农业大学;2006年
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10 梁雯;人工植被光谱特性初步研究[D];西北农林科技大学;2010年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张倩;改进的自适应波段选择算法研究及应用[D];大连海事大学;2012年
2 李萍;基于光谱分析的库尔勒香梨叶片全氮、全磷含量估测模型的建立[D];新疆农业大学;2013年
3 胡珍珠;轮台白杏叶片营养元素浓度光谱估算模型[D];新疆农业大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 俞飞飞,孙其宝,陈晓东;黄金梨在江淮地区的引种表现及栽培技术[J];安徽农业科学;2004年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 安贵阳;苹果叶营养元素含量的标准值及其影响因素研究[D];西北农林科技大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 杨智;李映雪;徐德福;刘寿东;;冠层反射光谱与小麦产量及产量构成因素的定量关系[J];中国农业气象;2008年03期
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7 冯伟;姚霞;田永超;朱艳;李映雪;曹卫星;;基于高光谱遥感的小麦叶片糖氮比监测[J];中国农业科学;2008年06期
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9 冯伟;朱艳;田永超;马吉锋;庄森;曹卫星;;基于高光谱遥感的小麦冠层叶片色素密度监测[J];生态学报;2008年10期
10 冯伟;朱艳;姚霞;田永超;曹卫星;;基于高光谱遥感的小麦叶干重和叶面积指数监测[J];植物生态学报;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 郭伟;邹育良;俞萱;李松花;;单一包裹体的显微镜-红外光谱分析方法[A];第十届全国有机地球化学学术会议论文摘要汇编[C];2005年
4 朱艳;姚霞;冯伟;曹卫星;田永超;;基于高光谱遥感的小麦叶片氮含量监测研究[A];作物逆境生理研究进展——中国作物生理第十次学术研讨会文集[C];2007年
5 卢秀爱;李坚富;游振宇;朱昭捷;夹国华;涂朝阳;;掺铒钼酸钇钠晶体的生长和性能研究[A];第十四届全国分子光谱学术会议论文集[C];2006年
6 李映雪;曹卫星;;基于冠层高光谱参数的小麦籽粒蛋白质含量的监测模型[A];全国农业气象与生态环境学术年会论文集[C];2006年
7 张约品;夏海平;王金浩;张新民;章践立;;氟氧化物玻璃中Tm~(3+)离子的光谱性质[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年
8 王建平;;α-和β-多肽中酰胺-Ⅰ带的振动耦合、非谐项和离域化[A];中国化学会第28届学术年会第13分会场摘要集[C];2012年
9 邹育良;方伟;俞萱;李松花;;油气包裹体的显微镜-红外光谱分析方法[A];《国际有机裹体研究及其应用》短训班第十四届全国包裹体及地质流体学术研讨会论文集[C];2004年
10 刘杨;黄旭日;于广涛;孙家钟;唐敖庆;;关于PC_3O异构体的结构和稳定性的理论研究[A];中国化学会第九届全国量子化学学术会议暨庆祝徐光宪教授从教六十年论文摘要集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘安雯;XH_n型分子的红外光谱、势能面和偶极矩面研究[D];中国科学技术大学;2006年
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3 万坚;核磁共振光谱参数的理论研究[D];华中师范大学;2001年
4 李向阳;烟草高光谱特性与农艺、生理、品质指标关系和估测模型研究[D];河南农业大学;2007年
5 周学铁;爆炸体系瞬态温度实时诊断[D];南京理工大学;2009年
6 毕云峰;面向水下原位探测的光谱图像采集与数据处理[D];中国海洋大学;2013年
7 李映雪;基于冠层反射光谱的小麦氮素营养与籽粒品质监测[D];南京农业大学;2005年
8 周冬琴;基于冠层反射光谱的水稻氮素营养与籽粒品质监测[D];南京农业大学;2007年
9 邓文平;用高分辨中红外激光研究分子光谱线形[D];中国科学技术大学;2008年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 韩莉;氟化钠晶体电注入着色及色心产生与转化机理[D];天津大学;2005年
4 王春燕;~(15)N替代氧化二氮分子的红外吸收光谱[D];中国科学技术大学;2009年
5 朱进;掺Ca质Nd:YVO_4晶体生长及光谱性质的研究[D];福州大学;2006年
6 郭丽花;Nd:KY(WO_4)_2、Nd:KGd(WO_4)_2激光晶体的光谱性能研究比较[D];福建师范大学;2008年
7 张丽琼;快速多通道发光二极管光谱参数测试仪的研制及应用[D];浙江大学;2004年
8 张礼杰;KYb_xY_(1-x)(WO_4)_2晶体生长、结构与光学性能[D];长春理工大学;2005年
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10 任海建;不同植被覆盖度条件下小麦生长参数的高光谱监测研究[D];南京农业大学;2012年
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