利用VGC-AGB模型和高光谱遥感的马铃薯地上生物量估算

摘要：

马铃薯是继水稻、小麦、玉米之后的一种重要的粮食作物,其优化种植和生产对于保障粮食安全具有重要的意义.作物的地面生物量(AGB)被广泛认为与作物的生长状态密切相关,常常被直接用来参与作物产量预测和健康状态参数评估.现有的研究表明,遥感植被指数在中高作物覆盖度时会丧失对作物参数的敏感性,即"饱和现象",这制约了作物生长中后期 AGB的准确监测.采用了一个新型垂直生长作物 AGB估算模型(VGC-AGB)结合高光谱遥感开展马铃薯多生长阶段的 AGB估算研究.针对多生长时期遥感光谱指数开展作物生物量监测中存在的"饱和问题",VGC-AGB定义了叶片干物质含量(Cm)和垂直器官干物质含量(Csm)2 个参数,分别描述马铃薯叶片和茎的平均干物质含量,并通过叶面积指数(LAI)×Cm 计算叶片的地上生物量(AGB1),通过种植密度(Cd)、马铃薯株高(Ch)和Csm的乘积,即Cd×Ch×Csm计算垂直器官的地上生物量(AGBv).基于国家精准农业研究示范基地 2019 年马铃薯田间实验,分别获取了马铃薯 4 个关键生长时期的地面 ASD高光谱数据、实测株高、AGB和LAI数据等,并利用高光谱反射率数据构建了高光谱特征参数,分别对比了(1)高光谱特征参数+株高,(2)地面测量参数+VGC-AGB模型和(3)高光谱特征参数+VGC-AGB模型的 3 种马铃薯 AGB估算模型的性能.结果表明,与传统的高光谱遥感植被指数+株高的AGB估算方法相比,新型 VGC-AGB模型结合高光谱遥感数据可以提供更高性能的马铃薯 AGB1、AGBv和总 AGB估算结果,该方法可为马铃薯 AGB的快速无损监测提供技术支撑.

关键词：VGC-AGB模型、高光谱遥感、马铃薯、地面生物量

所属期刊栏目：43

分类号：S25(农业航空)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;黑龙江省揭榜挂帅科技攻关项目;河南省重点研发与推广专项

在线出版日期：2023-09-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2876-2884