棉花冠層氮素的高光譜監測與模型研究

李 貞，王家強，李紫琴，鄒德秋，張小功，韓建文，柳維揚

（塔里木大學 農學院∕南疆干旱區特色作物遺傳改良與高效生產兵團重點實驗室，新疆 阿拉爾 843300）

【研究意義】棉花氮素監測是評價棉花生長狀況與氮肥合理施用的重要手段之一，棉花氮素營養缺乏時，其自身生理、生化參數發生一系列改變，研究表明這些參數可用于準確指示棉花氮素營養狀況[1-2]。目前新疆大田棉花的現代化生產迫切需要一種適時可靠地監測棉花氮素營養狀況的技術從而指導精確施肥。傳統的氮素測量，需要耗費大量的時間，高光譜遙感技術作為對地的重要技術手段，可以實現棉花氮素含量無損、實時、精準和大面積監測。【前人研究進展】近些年來，高光譜遙感監測棉花也受到了廣大研究者的關注，黃春燕等[3]通過高光譜監測葉片氮積累量；吳華兵等[4]利用冠層高光譜反射率及高光譜參數分析了不同施氮水平下不同棉花品種葉片氮含量與冠層反射光譜的定量關系；王克如等[5]棉花冠層光譜特征及其與植株氮含量間的定量關系以期實現棉株氮素的無損監測。采用高光譜技術對棉花養分監測分析時，會受到土壤背景、日照強度等多種因素的影響，導致測定的高光譜數據摻雜有噪聲，因此需要對光譜數據進行預處理[6-7]。目前存在的光譜預處理方式種類較多，作為最基礎的預處理方式Savitzky-Golay（SG）平滑算法，可以去除噪聲。提高圖譜信噪比，但通過SG 平滑過多或者過少均會使數據失真，導致精度降低[8]。……