农业机械学报

作者：李岚涛,李静,明金,汪善勤,任涛,鲁剑巍

单位：华中农业大学,华中农业大学,华中农业大学,华中农业大学,华中农业大学,华中农业大学,

关键词：冬油菜;高光谱;叶面积指数;波段宽度;有效波段;偏最小二乘回归

基金：国家自然科学基金项目(31471941)和国家油菜产业体系建设专项项目(CARS-12)

以冬油菜为研究对象，利用连续3季（2013—2016年）不同氮营养水平下冬油菜关键生育期400～1350nm冠层高光谱和LAI数据，研究基于偏最小二乘（Partial least square，PLS）回归分析的冬油菜原初光谱（Raw spectral reflectance，R）及一阶微分光谱（First derivative reflectance，FDR）窄波段光谱变量（1、5、10、20nm）和宽波段光谱变量（40、80、100nm）与LAI之间关系，确定可稳定指示油菜LAI时空变化的最佳波宽及其有效波段。在此基础上，进行了基于有效波段最优波宽下冬油菜LAI预测和精度验证。结果表明，冬油菜LAI对氮肥响应具有高度敏感性，可较为充分反映油菜LAI时空变化，其建模集和验证集变异系数分别为65.4%和54.4%；随波宽增加，基于R-PLS和FDR-PLS回归模型的冬油菜LAI预测精度均呈先增加后降低趋势，至窄波段光谱变量和宽波段光谱变量临界处20nm波宽时达最高，且FDR-PLS预测效果显著优于R-PLS，建模集和验证集相对分析误差（Relative percent deviation, RPD）分别为2.223和2.004。根据FDR-PLS回归模型中各波段变量重要性投影值（Variable importance for the projection, VIP），确定基于该最佳波宽条件下油菜LAI有效波段分别为759、847、921、1002、1129nm。此后，再次构建基于上述有效波段的油菜LAI预测模型，建模集和验证集RPD分别为2.004和1.707，反演效果较为理想。

来源：2018年第2期

《农业机械学报》期刊编辑部

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