农业机械学报

作者：苏伟，谢茈萱，王伟，金添，王新盛

单位：中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,

关键词：无人机影像;叶面积指数;反演;镜面反射去除;小波变换

基金：国家重点研发计划项目（2017YFD0300903）、国家自然科学基金项目（41671433）和中央高校基本科研业务费专项资金项目（2019TC117、2019TC138）

针对玉米叶片反射太阳光时因镜面反射导致获得的无人机影像反射率中存在与冠层结构无关的镜面反射部分，从而影响玉米冠层LAI的反演精度问题，本研究利用小波变换对无人机影像不同波段的阈值设置，在不影响漫反射的前提下削弱镜面反射成分，尽量只保留与冠层结构有关的反射率成分。以2018年7月15日和7月26日获取的河北农业大学辛集试验站多光谱无人机影像为数据源，构建了NDVI、GNDVI、SAVI和EVI 4个植被指数，并分别与ln(LAI)构建玉米冠层的单变量反演模型，利用决定系数和均方根误差进行LAI反演精度评价。精度评价结果表明，在7月15日玉米植株较稀疏时，去除镜面反射后，4个植被指数反演LAI与实测LAI的决定系数分别从0.7190、0.5598、0.6241、0.5985上升至0.7633、0.6940、0.6497、0.6194，均方根误差分别从0.2244、0.2526、0.2214、0.2245下降到0.1880、0.1958、0.1918、0.1987，说明去除镜面反射可以提高LAI的反演精度。在7月26日玉米植株相对茂密时，去除镜面反射后，4个指数构建模型对应的决定系数也同样提高，但在这种情况下，NDVI和GNDVI容易发生饱和，用阈值法降低反射率反而会加剧饱和现象，使这2个指数不能充分反映LAI的变化。SAVI和EVI因为加入了冠层背景调整因子，植被指数的变化得到放大，二者在去除镜面反射后与ln(LAI)拟合模型的决定系数都达到0.6以上，因此，在植被覆盖较茂密时，SAVI指数和EVI指数更适合用于LAI反演。

来源：2020年第5期

《农业机械学报》期刊编辑部

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