基于植被指數(shù)與連續(xù)小波變換的玉米葉片Cu2+含量反演

郭 輝, 戴志林, 石 海

(1.礦山空間信息技術(shù)國(guó)家測(cè)繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南 焦作 454003;2.礦山空間信息技術(shù)河南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南 焦作 454003;3.安徽理工大學(xué) 空間信息與測(cè)繪工程學(xué)院,安徽 淮南 232001)

中國(guó)年產(chǎn)銅量位居世界前列,是銅消費(fèi)大國(guó)[1]。由此產(chǎn)生的銅污染物以氣體、液體、固體的形式釋放到土壤中,造成土壤重金屬銅含量超過(guò)正常指標(biāo)[2]。銅是農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的必需微量元素,但在重金屬銅污染脅迫下農(nóng)作物會(huì)產(chǎn)生多種應(yīng)對(duì)機(jī)制,在農(nóng)作物體內(nèi)以Cu2+的形式累積[3],不僅影響農(nóng)作物產(chǎn)品質(zhì)量,而且會(huì)通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體誘發(fā)疾病[4]。因此,快速、有效、準(zhǔn)確地反演農(nóng)作物體內(nèi)Cu2+含量具有重要意義。

高光譜遙感技術(shù)不僅可以提供精細(xì)光譜以識(shí)別農(nóng)作物健康狀況,并且可以大面積動(dòng)態(tài)無(wú)損監(jiān)測(cè)農(nóng)作物污染程度[5]。光譜微分技術(shù)在光譜預(yù)處理方面具有廣泛的應(yīng)用。Tian等[6]利用分?jǐn)?shù)微分顯著提高光譜反射率與土壤含鹽量的相關(guān)性。劉來(lái)等[7]發(fā)現(xiàn)二階微分比一階微分處理的油菜葉片鎘反演模型擬合度效果更佳。但對(duì)比整數(shù)階微分與分?jǐn)?shù)階微分的研究較少。同時(shí),植被指數(shù)通過(guò)不同波段相互組合以增強(qiáng)光譜特征;連續(xù)小波變換可以探測(cè)光譜中隱藏的信息。在農(nóng)作物重金屬污染監(jiān)測(cè)中這兩種方法具有廣泛的應(yīng)用。Zhang等[8]結(jié)合歸一化差異植被指數(shù)(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)和歸一化差分水指數(shù)(Normalized Difference Water Index,NDWI)構(gòu)建的相對(duì)表相指數(shù)(Relative Phenophase Index,RPI)在水稻區(qū)域重金屬污染方面取得較好應(yīng)用。張靜靜等[9]發(fā)現(xiàn)……