基于地面高光譜遙感的南方人工林主要病害監(jiān)測(cè)研究.pdf

1、本研究以不同健康狀況的南方人工林--杉木、馬尾松和油茶為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)杉木炭疽病、馬尾松赤枯病和油茶炭疽病病情的實(shí)地調(diào)查，使用美國(guó)ASD公司生產(chǎn)的手持式野外光譜輻射儀測(cè)定其相應(yīng)冠層的光譜反射率，并測(cè)定其相應(yīng)冠層葉片的葉綠素含量。首先將光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行一階微分與滑動(dòng)平均濾波相結(jié)合的預(yù)處理；然后通過(guò)分析受害林木冠層原始光譜、一階微分光譜與病情和葉綠素含量數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性提取光譜紅邊特征參數(shù)；再采用曲線擬合和多元統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)等方法分析紅邊特征參

2、數(shù)與相應(yīng)的病情和葉綠素含量數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，分別建立相應(yīng)的病情和葉綠素含量反演模型，同時(shí)探討了利用地面高光譜數(shù)據(jù)結(jié)合主成分分析(PCA)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法構(gòu)建炭疽病脅迫下油茶冠層葉片葉綠素含量的預(yù)測(cè)模型，并使用相關(guān)系數(shù)(r)和均方根誤差(RMSE)對(duì)不同建模方法(或參數(shù))的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：
　　 (1)杉木、馬尾松和油茶冠層微分光譜相比其原始光譜均更能有效地反應(yīng)其病情和葉綠素含量變化，且從紅光過(guò)渡到近紅外區(qū)域的“紅

3、邊”是描述林木健康狀況的重要指示波段。
　　 (2)當(dāng)林木受病害脅迫時(shí)，隨著病情的加重其葉綠素含量逐漸降低，從而造成在紅光區(qū)域由于葉綠素強(qiáng)吸收而形成的“紅谷”隨著病情的加重逐漸消失；同時(shí)，紅邊位置隨病情的加重而依次發(fā)生“藍(lán)移”，紅邊斜率逐漸減小。
　　 (3)油茶冠層微分光譜在紅邊區(qū)域與病情和葉綠素含量的相關(guān)性主要集中在670～720 nm左右的范圍，相比杉木和馬尾松其敏感波段向短波方向移動(dòng)了近30 nm；且從模型的反演

4、精度來(lái)看，以紅邊特征參數(shù)作為輸入變量建立的病情和葉綠素含量多元逐步回歸模型的預(yù)測(cè)能力均低于杉木和馬尾松。
　　 (4)紅邊特征參數(shù)對(duì)杉木和馬尾松病情和葉綠素含量變化具有較好的指示作用，以其建立的多元逐步回歸模型預(yù)測(cè)精度較高，可作為優(yōu)選的一種模型；綜合相關(guān)系數(shù)分析法和PCA光譜數(shù)據(jù)降維技術(shù)建立的炭疽病脅迫下油茶冠層葉片葉綠素含量人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型比傳統(tǒng)的一元線性和多元線性回歸模型預(yù)測(cè)精度更高，是一種優(yōu)選的建模方法。
　　 本