基于熒光參數(shù)的棉花水分狀況的高光譜遙感監(jiān)測(cè)研究.pdf

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1、分類(lèi)號(hào)：密級(jí)：公開(kāi)學(xué)號(hào)：2015201205單位代碼：10759石河子大學(xué)碩士學(xué)位論文基于熒光參數(shù)的棉花水分狀況的高光譜遙感監(jiān)測(cè)研究學(xué)位申請(qǐng)人劉馨月指導(dǎo)教師王登偉教授申請(qǐng)學(xué)位門(mén)類(lèi)級(jí)別農(nóng)學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)名稱作物栽培學(xué)與耕作學(xué)研究方向作物栽培生理及其遙感應(yīng)用所在學(xué)院農(nóng)學(xué)院中國(guó)·新疆·石河子2018年6月TheStudyonHyperspectralRemoteSensingMonitoringofHydro-RegimeinCottonBasedonFluorescenceParametersADis

2、sertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofAgriculturalByLiuXin-yue（CropCultivationPhysiologyandItsApplicationinRemoteSensing）DissertationSupervisor:Prof.WangDeng-weiJune,2018石河子大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明及使用授權(quán)聲明學(xué)位

3、論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人所呈交的學(xué)位論文是在我導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個(gè)人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。使用授權(quán)聲明本人完全了解石河子大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留學(xué)位論文并向國(guó)家主管部門(mén)或指定機(jī)構(gòu)送交論文的電子版和紙質(zhì)版。有權(quán)將學(xué)位論文在學(xué)校圖書(shū)館保存并允許被查閱。有權(quán)自行或許可他人將學(xué)位論文編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)提供檢索服務(wù)。有權(quán)將學(xué)位論文的標(biāo)題和

4、摘要匯編出版。保密的學(xué)位論文在解密后適用本規(guī)定。摘要【研究目的】：通過(guò)設(shè)置不同灌水量處理，研究?jī)蓚€(gè)棉花品種四個(gè)水分處理下不同關(guān)鍵生育時(shí)期的反射光譜和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的變化特征，建立熒光參數(shù)與光譜參數(shù)的相關(guān)關(guān)系。為高光譜遙感實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)新疆棉花的水分狀況，提供理論依據(jù)。【研究方法】：采用FiledspecProFR2500型背掛式地物高光譜輻射儀(ASD，USA)測(cè)定嚴(yán)重缺水灌3-23-23-2溉I1（1050m·hm）、缺水灌溉I2（2160m·hm）、適量灌溉I3（4320m·hm）和充分灌溉I

5、43-2（6300m·hm）下棉花新陸早45號(hào)和新陸早62號(hào)兩個(gè)棉花品種不同關(guān)鍵生育時(shí)期的冠層反射光譜數(shù)據(jù)，分析并計(jì)算一系列高光譜變量；同時(shí)利用PAM-2100便攜式葉綠素?zé)晒夥治鰞x（Walz,Effeltrich，Germany）同步測(cè)定兩棉花品種關(guān)鍵生育時(shí)期的葉片熒光參數(shù)；棉花收獲期分別獲取各水分處理下棉花兩個(gè)品種的產(chǎn)量及纖維品質(zhì)信息。分析光譜變量與各指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系，建立監(jiān)測(cè)棉花水分狀況的高光譜遙感模型?！狙芯拷Y(jié)果】：（1）兩個(gè)棉花品種的籽棉產(chǎn)量均隨著灌溉量的增加而增大，即I4>I3>I2>

6、I1。新陸早45號(hào)的籽棉產(chǎn)量在I3和I4處理下顯著高于干旱處理（I1和I2），而新陸早62號(hào)的籽棉產(chǎn)量在4個(gè)水分處理之間存在極顯著差異。在干旱脅迫與正常水分處理下的棉花纖維的上半部平均長(zhǎng)度、整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率均隨著水分灌溉量的增加而增大，馬克隆值隨著干旱脅迫的嚴(yán)重程度而增大，且不同水分處理間的上半部平均長(zhǎng)度、整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值和伸長(zhǎng)率的差異均達(dá)到顯著（p<0.05）或極顯著（p<0.01）水平。表明兩個(gè)棉花品種的籽棉產(chǎn)量和纖維品質(zhì)指標(biāo)在不同的水分梯度間有顯著或極顯著差異，

7、證明水分梯度設(shè)置有效，可以進(jìn)一步進(jìn)行高光譜對(duì)棉花干旱狀況的監(jiān)測(cè)研究。（2）兩個(gè)棉花品種冠層的反射光譜變化趨勢(shì)在不同水分處理下相似，且Dλred（紅邊斜率）和Sred（紅邊面積）均隨著水分灌溉量的增加顯著增大。表明通過(guò)紅邊參數(shù)能夠有效的監(jiān)測(cè)棉花冠層的水分狀態(tài)。兩個(gè)棉花品種在盛花期和盛鈴期的十個(gè)植被指數(shù)分別與皮棉產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)或負(fù)相關(guān)（p<0.01）。其中與兩個(gè)棉花品種皮棉產(chǎn)量相關(guān)性最大的植被指數(shù)均出現(xiàn)在盛鈴期，分別對(duì)應(yīng)為RVI和MSAVI（r45-RVI=0.8990**，r62-MSAVI=0

8、.9910**，n=20，p<0.01）。（3）兩個(gè)棉花品種的熒光參數(shù)Fm'和Yield的日變化趨勢(shì)呈“V”型，在14:00降到最小值，1-qP和qN的日變化趨勢(shì)一致，呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，大多在14:00達(dá)到最大值。對(duì)盛鈴期的各熒光參數(shù)進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明qP受干旱脅迫的影響而降低，而qN因受干旱脅迫的影響增加。兩個(gè)棉花品種盛鈴期的熒光參數(shù)與植被指數(shù)呈現(xiàn)不同程度的顯著或極顯著相關(guān)。棉花新陸早62號(hào)盛鈴期的單葉熒光參數(shù)Fv/Fm與冠層高光譜反射率在350-514nm、612-6