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基于高光譜“玉米田養鵝”模式下作物冠層氮素反演

作者:馮江; 陸治冶; 馬昕宇; 陳雙龍; 趙慶賀; 王樹文 東北農業大學電氣與信息學院; 哈爾濱150030; 嶺南師范學院信息工程學院; 廣東湛江524000

摘要:為實現'玉米田養鵝'模式下作物氮素養分快速無損監測,開展了基于高光譜'農牧一體化'實驗。以放牧前后的玉米冠層作為研究對象,利用高光譜技術分析不同時期玉米冠層葉片光譜,采用波段自相關分析(Bands Inter-correlation Analysis, BICA)與主成分分析(Principal Components Analysis, PCA)相結合的方法提取特征波段,并構建多種光譜參數,進而建立了基于BICA-PCA方法的多元回歸模型(Multivariable Regression Model,MRA),并篩選和驗證了所建模型。結果表明:隨著不同生育期的進行,鵝的糞便會作為肥料給作物補充氮素,近紅外光譜反射率增高,紅邊位置向左移動。建立模型在放牧前期校正集決定系數R_C~2為0.796,校正集均方根誤差(Root-mean-square Error Correction, RMSEC)為0.133;在預測集決定系數R_p~2為0.840,預測集均方根誤差(Root-mean-square Error Prediction, RMSEP)為0.147。放牧后期R_C~2為0.761,RMSEC為0.094;R_p~2為0.789,RMSEP為0.141。研究結果可為'農牧一體化'優化生產管理和建立氮素養分特征平衡模型提供支持和幫助。

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