基于高光谱的春玉米大斑病害遥感监测指数选择

玉米大斑病是春玉米主要病害之一,采用地面光谱观测的方式构建遥感监测指数,是实施区域遥感监测的基础,也是卫星传感器谱段设计的主要依据。该文在陕西省眉县设计了人工控制小区试验,针对高抗、抗、感和高感4个品种,通过人工接种不同浓度大斑病分生孢子的方法,获得了正常、轻微、中度以及严重等4个病害感染梯度小区,并在春玉米抽雄、吐丝、乳熟以及成熟4个生长期进行了地面高光谱观测。为了实现对春玉米大斑病的遥感监测,该项研究在春玉米冠层光谱数据基础上,分析了不同种植区不同生长期春玉米冠层光谱反射率和光谱一阶微分特征,并以此确定了大斑病敏感波段位置以及病害适宜监测期,同时根据敏感波段位置的光谱特征构建了专门的春玉米...

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Published in农业工程学报 Vol. 33; no. 5; pp. 170 - 177
Main Author 王利民 刘佳 邵杰 杨福刚 高建孟
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京,100081 2017
Subjects
光谱一阶微分
光谱分析
大斑病
春玉米
病害
红边
遥感
病害
大斑病
春玉米
remote sensing
diseases
遥感
光谱一阶微分
spectral first derivative
spring corn
spectrum analysis
leaf blight
红边
光谱分析
red edge
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ISSN1002-6819
DOI10.11975/j.issn.1002-6819.2017.05.025

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Summary:玉米大斑病是春玉米主要病害之一,采用地面光谱观测的方式构建遥感监测指数,是实施区域遥感监测的基础,也是卫星传感器谱段设计的主要依据。该文在陕西省眉县设计了人工控制小区试验,针对高抗、抗、感和高感4个品种,通过人工接种不同浓度大斑病分生孢子的方法,获得了正常、轻微、中度以及严重等4个病害感染梯度小区,并在春玉米抽雄、吐丝、乳熟以及成熟4个生长期进行了地面高光谱观测。为了实现对春玉米大斑病的遥感监测,该项研究在春玉米冠层光谱数据基础上,分析了不同种植区不同生长期春玉米冠层光谱反射率和光谱一阶微分特征,并以此确定了大斑病敏感波段位置以及病害适宜监测期,同时根据敏感波段位置的光谱特征构建了专门的春玉米大斑病的遥感监测指数,最后结合180个光谱观测样本,对比了所提指数以及其他病害指数与病害严重度之间的相关性,并通过聚类分析了所建遥感指数的稳定性。研究结果表明,乳熟期的春玉米大斑病在红边波谱内的响应较为敏感,尤其红边核心区（725~740 nm）的光谱一阶微分与病害严重程度间存在明显地单调变化关系,具有非常显著的负相关性;同时,该文所提病害监测指数与病情指数具有较高的相关性,其相关系数达到了0.995 0,最后结果表明利用红边一阶微分指数的对病害程度的聚类总体精度达到100.0%,指数值分布稳定性也更高,具有在遥感监测业务中应用的潜力。
Bibliography:11-2047/S
Leaf blight is one of the major diseases of spring corns.Analyzing crop canopy spectral features and establishing remote sensing monitoring indices by employing the method of ground spectrum test are the foundation for implementing regional disease remote sensing monitoring,and the major basis for designing satellite sensor spectrum.By taking 4 varieties of spring corns i.e.highly resistant,resistant,infected,and highly infected spring corns as the study objects,this paper designed an artificially controlled plot experiment in Meixian County,Shannxi Province.Through artificial inoculation of leaf blight spores with different concentrations,the study established 4 disease infected land plots including normal corn,mildly infected corn,moderately infected corn,and severely infected corn,and conducted ground hyperspectral observation of 4development stages i.e.tasseling stage,silking stage,milk-ripe stage and ripe stage of spring corns.In order to realize the remote sensing monitoring on leaf blight of s
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2017.05.025