高光谱可以检测冬小麦倒伏情况吗?
发布时间:2023-07-27
浏览次数:741
倒伏发生后,冬小麦光合作用降低,部分叶片和茎秆腐烂,影响光合产物的形成和运输,最终导致冬小麦产量大幅度降低。那么,有没有一种技术可以检测这种情况的发生,高光谱可以吗?本文结合现有资料和研究成果,进行了简单总结。
倒伏发生后,冬小麦光合作用降低,部分叶片和茎秆腐烂,影响光合产物的形成和运输,最终导致冬小麦产量大幅度降低。那么,有没有一种技术可以检测这种情况的发生,高光谱可以吗?本文结合现有资料和研究成果,进行了简单总结。
有学者利用地面光谱技术,通过测定自然条件下正常冬小麦和倒伏冬小麦的冠层光谱,结合光谱特征分析技术,揭示冬小麦倒伏与冠层光谱的响应机理。实验结果和分析如下:
1. 正常冬小麦和倒伏冬小麦的光谱差异
由图1可知,倒伏冬小麦的反射率比正常冬小麦的反射率高。正常冬小麦已接近成熟,叶片发黄,不具备绿色植被的光谱特征,而倒伏冬小麦由于发育进程受阻,叶片发绿,因此,倒伏冬小麦具有典型的绿色植被的光谱特征。
2. 不同冬小麦倒伏水平下的原始光谱分析
从图2可以看出,随着冬小麦倒伏程度的增加,冬小麦的绿光区域和近红外区域的光谱反射率也增大,说明光谱的反射率与冬小麦的倒伏程度呈正相关。在可见光范围内,随着波段的增加,正常冬小麦反射率是均匀增加的,而在红边区域内(680~760nm)光谱反射率随着倒伏程度的增加呈突然陡增的规律,说明冬小麦的“红边”与倒伏有关。倒伏发生时,冬小麦尚未成熟,倒伏冬小麦冠层光谱具有绿色植物的光谱特征,且随着其倒伏程度增加,冬小麦成熟度减小,其冠层光谱表现出绿色植物的光谱特征也更加明显。
3. 不同冬小麦倒伏水平下的一阶微分光谱分析
从图3可以看出,冬小麦的红边位置在红边区域内(680~760nm),倒伏冬小麦的红边面积和红边幅值比正常冬小麦大。随着冬小麦倒伏程度的增加,红边幅值和红边面积差异明显。说明光谱的红边特征与冬小麦的倒伏程度有关。
4. 不同冬小麦倒伏水平下的“红边”特征分析
由表1可知,冬小麦在受到倒伏胁迫后,其红边位置会随着冬小麦倒伏程度增加从691nm处移动到699nm处,冬小麦的红边幅值和红边面积会随着冬小麦倒伏程度的增加而增加。表明冬小麦倒伏越严重,红边位置会发生明显红移,冬小麦倒伏红边幅值和红边面积与倒伏严重程度呈正相关。
本研究表明,光谱的反射率与冬小麦的倒伏程度呈正相关,不同倒伏程度下冬小麦红边特征差异性显著,红边位置随着倒伏程度的加大而出现“红移”,红边幅值和红边面积也呈现增加的趋势。
本研究证实,冬小麦倒伏与光谱存在显著的响应关系,利用高光谱分析技术来监测冬小麦倒伏及倒伏程度存在理论可行性。
相关产品
-
凝视式高光谱成像仪原理、结构组成及优缺点
凝视式高光谱成像仪是高光谱成像领域的一种重要设备,它通过特殊的光学设计和分光技术,将目标场景的光线聚焦到面阵探测器上,探测器上的每个像元对应目标场景中的一个微小..
-
摆扫式高光谱成像仪原理、结构组成及优缺点
摆扫式高光谱成像仪是高光谱成像领域中一种较为常见的设备,其通过摆动反射镜或光学系统,将目标场景的光线依次反射到探测器上,从而获取不同角度的图像信息。本文对摆扫..
-
推扫式高光谱成像仪原理、结构组成及优缺点
推扫式高光谱成像仪利用线阵探测器在垂直于飞行或平台移动方向上获取目标的一行图像信息,同时平台沿着飞行方向前进,通过连续的线扫描逐渐获取整个目标区域的二维图像信..
-
高光谱成像分析在工业检测的应用
高光谱成像及分析已在国内外工业生产中广泛应用,其对当前无法实现的物质分选任务及瑕疵检测能力,是融合机器视觉的新型解决方案。..