高光谱遥感对降香黄檀叶部主要病害的监测研究
发布时间：2020-08-28 14:34
本研究通过建立叶部主要病害胁迫下降香黄檀病情指数的高光谱反演模型,探讨了利用高光谱遥感监测降香黄檀叶部主要病害的方法,为降香黄檀林叶部主要病害病情严重度的快速诊断提供参考依据,并为今后航空、航天遥感实现快速、及时、大面积监测奠定理论基础。使用美国SVC公司生产的HR-102 4 i非成像高光谱仪器,对叶部主要病害胁迫下的降香黄檀病情指数(DI)与原始光谱反射率、一阶微分光谱反射率、高光谱特征参数做相关性分析,筛选敏感波段并训练BP神经网络。通过相关系数r、F检验值、拟合R~2、预测R~2、均方根误差(RMSE)等指标对反演模型进行综合评价,结果如下:(1)叶部主要病害胁迫下病情指数的高光谱反演模型:研究发现黑痣病胁迫下降香黄檀病情指数反演模型的拟合R~2、预测R~2均通过极显著性检验,均方根误差在6.161 2～9.330 6之间。其中,FD722.8为自变量的抛物线模型精度最高,对应的拟合R~2、预测R~2和均方根误差分别为0.981、0.991、6.332 5;炭疽病胁迫下降香黄檀病情指数反演模型的拟合R~2、预测R~2均通过极显著性检验,均方根误差在8.251 6～9.9180之间。其中,FD718.8为自变量的一元三次函数模型精度最高,该模型对应的拟合R~2、预测R~2和均方根误差分别为0.981、0.819、9.9180。可见,自变量FD722.8的抛物线模型、FD718.8的一元三次函数模型最佳模型。(2)基于地面高光谱遥感的降香黄檀叶部主要病害病情指数反演:研究发现黑痣病胁迫下敏感波段、PCA降维后的敏感波段作为输入变量,得到的决定系数(R~2)分别为0.912 6、0.8413,均方根误差分别为6.723 6、12.872 7;炭疽病胁迫下敏感波段、PCA降维后的敏感波段作为输入变量,得到的决定系数分别为0.872 8、0.693 9,均方根误差分别为6.933 0、19.488 4。可见,以敏感波段、经过PCA降维后的敏感波段,作为输入变量训练BP神经网络,是一种有效的方法,并且预测效果很好,直接以敏感波段作为输入变量精度更高。
【学位单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S763.7
【部分图文】：
师姐及同门一起进一步观察了降香黄檀因为季节变化病虫害不同流行规律，掌握逡逑了第一手野外调查资料，笔者因为论文的需要，重点掌握了降香黄檀混交林病情逡逑指数。２０１６年３－５月，笔者进一步的调查了降香黄檀混交林叶部主要病害发生特逡逑点，为论文的撰写打下了坚实的实践基础。逡逑２．１．３数据采集方法逡逑为了最大限度保证采集到的降香黄檀病情指数数据相互独立而不影响，试验逡逑样地设置采用如图２．２所示的五点取样法，选取５块３０邋ｍＸ３０ｍ的样地，在如逡逑图２．３所示的降香黄檀混交林样地中采用隔行取样、人工踏查的方式进行采样［６３Ｌ逡逑由于研究对象是不同病情严重度的降香黄檀，而降香黄檀冠层结构的复杂性逡逑以及影响冠层光谱的条件较多，如其它病害等的影响都会导致冠层光谱曲线的变逡逑化。所以，为最大程度上避免其它条件的影响，在测试每一株降香黄檀时，尽量逡逑选取病情指数相同或相近的冠层进行光谱测定。数据米集时，逡逑首先调查病情指数，然后选取病情指数相同或相近的降香黄檀冠层，将病叶摘下逡逑在实验室进行光谱测定。逡逑
资料显示：数字或辐射量及反射比即时图形显示在ＰＤＡ或电脑上逡逑图２．４仪器镜头垂直距离冠层１．０邋ｍ逦图２．５白板校正垂直距离２０邋ｃｍ逡逑Ｆｉｇ．２．４邋Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ邋ｌｅｎｓ邋ｖｅｒｔｉｃａｌ邋ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ邋ｃａｎｏｐｙ邋１．０邋ｍ逡逑Ｆｉｇ．２．５邋Ｗｈｉｔｅｂｏａｒｄ邋ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ邋ｖｅｒｔｉｃａｌ邋ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ邋２０邋ｃｍ逡逑２．２供试样本材料与数据获取逡逑黄檀黑错菌ＣＰ／＾／／ａｃ／ｚｏｒａ逦能引起降香黄檀黑v!病，逡逑该病在世界分布十分广泛，且寄主植物种类繁多，该菌所致病害会在寄主表面形逡逑成黑色凸起的盾片，严重影响寄主光合作用，致使其提前落叶，常年发病率为逡逑４５％？６５％，严重时可达到８０％以上，给降香黄檀的生产带来巨大经济损失［６５＾。逡逑炭疽病（Ｃｏ／／ｅｔｏ的＇ｃ／ｍｍ）是危害降香黄檀常见重要病害，在叶片上显现圆形褐逡逑色小病斑，严重时叶片大量脱落，导致叶片逐渐干枯或穿孔，直至脱落，严重影逡逑响植株光合作用，以及芯材的形成，且常大面积暴发，已经严重影响到幼树的生逡逑长
测量方式：手持测量，背包测量或三角架固定逡逑资料显示：数字或辐射量及反射比即时图形显示在ＰＤＡ或电脑上逡逑图２．４仪器镜头垂直距离冠层１．０邋ｍ逦图２．５白板校正垂直距离２０邋ｃｍ逡逑Ｆｉｇ．２．４邋Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ邋ｌｅｎｓ邋ｖｅｒｔｉｃａｌ邋ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ邋ｃａｎｏｐｙ邋１．０邋ｍ逡逑Ｆｉｇ．２．５邋Ｗｈｉｔｅｂｏａｒｄ邋ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ邋ｖｅｒｔｉｃａｌ邋ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ邋２０邋ｃｍ逡逑２．２供试样本材料与数据获取逡逑黄檀黑错菌ＣＰ／＾／／ａｃ／ｚｏｒａ逦能引起降香黄檀黑v!病，逡逑该病在世界分布十分广泛，且寄主植物种类繁多，该菌所致病害会在寄主表面形逡逑成黑色凸起的盾片，严重影响寄主光合作用，致使其提前落叶，常年发病率为逡逑４５％？６５％，严重时可达到８０％以上，给降香黄檀的生产带来巨大经济损失［６５＾。逡逑炭疽病（Ｃｏ／／ｅｔｏ的＇ｃ／ｍｍ）是危害降香黄檀常见重要病害，在叶片上显现圆形褐逡逑色小病斑，严重时叶片大量脱落，导致叶片逐渐干枯或穿孔，直至脱落，严重影逡逑响植株光合作用，以及芯材的形成，且常大面积暴发，已经严重影响到幼树的生逡逑长
本文编号：2807697
【学位单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S763.7
【部分图文】：
师姐及同门一起进一步观察了降香黄檀因为季节变化病虫害不同流行规律，掌握逡逑了第一手野外调查资料，笔者因为论文的需要，重点掌握了降香黄檀混交林病情逡逑指数。２０１６年３－５月，笔者进一步的调查了降香黄檀混交林叶部主要病害发生特逡逑点，为论文的撰写打下了坚实的实践基础。逡逑２．１．３数据采集方法逡逑为了最大限度保证采集到的降香黄檀病情指数数据相互独立而不影响，试验逡逑样地设置采用如图２．２所示的五点取样法，选取５块３０邋ｍＸ３０ｍ的样地，在如逡逑图２．３所示的降香黄檀混交林样地中采用隔行取样、人工踏查的方式进行采样［６３Ｌ逡逑由于研究对象是不同病情严重度的降香黄檀，而降香黄檀冠层结构的复杂性逡逑以及影响冠层光谱的条件较多，如其它病害等的影响都会导致冠层光谱曲线的变逡逑化。所以，为最大程度上避免其它条件的影响，在测试每一株降香黄檀时，尽量逡逑选取病情指数相同或相近的冠层进行光谱测定。数据米集时，逡逑首先调查病情指数，然后选取病情指数相同或相近的降香黄檀冠层，将病叶摘下逡逑在实验室进行光谱测定。逡逑
资料显示：数字或辐射量及反射比即时图形显示在ＰＤＡ或电脑上逡逑图２．４仪器镜头垂直距离冠层１．０邋ｍ逦图２．５白板校正垂直距离２０邋ｃｍ逡逑Ｆｉｇ．２．４邋Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ邋ｌｅｎｓ邋ｖｅｒｔｉｃａｌ邋ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ邋ｃａｎｏｐｙ邋１．０邋ｍ逡逑Ｆｉｇ．２．５邋Ｗｈｉｔｅｂｏａｒｄ邋ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ邋ｖｅｒｔｉｃａｌ邋ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ邋２０邋ｃｍ逡逑２．２供试样本材料与数据获取逡逑黄檀黑错菌ＣＰ／＾／／ａｃ／ｚｏｒａ逦能引起降香黄檀黑v!病，逡逑该病在世界分布十分广泛，且寄主植物种类繁多，该菌所致病害会在寄主表面形逡逑成黑色凸起的盾片，严重影响寄主光合作用，致使其提前落叶，常年发病率为逡逑４５％？６５％，严重时可达到８０％以上，给降香黄檀的生产带来巨大经济损失［６５＾。逡逑炭疽病（Ｃｏ／／ｅｔｏ的＇ｃ／ｍｍ）是危害降香黄檀常见重要病害，在叶片上显现圆形褐逡逑色小病斑，严重时叶片大量脱落，导致叶片逐渐干枯或穿孔，直至脱落，严重影逡逑响植株光合作用，以及芯材的形成，且常大面积暴发，已经严重影响到幼树的生逡逑长
测量方式：手持测量，背包测量或三角架固定逡逑资料显示：数字或辐射量及反射比即时图形显示在ＰＤＡ或电脑上逡逑图２．４仪器镜头垂直距离冠层１．０邋ｍ逦图２．５白板校正垂直距离２０邋ｃｍ逡逑Ｆｉｇ．２．４邋Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ邋ｌｅｎｓ邋ｖｅｒｔｉｃａｌ邋ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ邋ｃａｎｏｐｙ邋１．０邋ｍ逡逑Ｆｉｇ．２．５邋Ｗｈｉｔｅｂｏａｒｄ邋ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ邋ｖｅｒｔｉｃａｌ邋ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ邋２０邋ｃｍ逡逑２．２供试样本材料与数据获取逡逑黄檀黑错菌ＣＰ／＾／／ａｃ／ｚｏｒａ逦能引起降香黄檀黑v!病，逡逑该病在世界分布十分广泛，且寄主植物种类繁多，该菌所致病害会在寄主表面形逡逑成黑色凸起的盾片，严重影响寄主光合作用，致使其提前落叶，常年发病率为逡逑４５％？６５％，严重时可达到８０％以上，给降香黄檀的生产带来巨大经济损失［６５＾。逡逑炭疽病（Ｃｏ／／ｅｔｏ的＇ｃ／ｍｍ）是危害降香黄檀常见重要病害，在叶片上显现圆形褐逡逑色小病斑，严重时叶片大量脱落，导致叶片逐渐干枯或穿孔，直至脱落，严重影逡逑响植株光合作用，以及芯材的形成，且常大面积暴发，已经严重影响到幼树的生逡逑长
本文编号：2807697
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