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1、中筋和弱筋小麦籽粒蛋白质 含量卫星遥感预测探讨,丁 锦 峰 扬州大学农学院 2010.11,目 录,1,2,3,4,研究目的和意义,材料与方法,结果与分析,小结与讨论,一、研究目的与意义,卫 星 遥 感 监 测 品 质,大范围 多时相 快捷方便,分类收割 分级贮存 制定合理收购价格 按质收购,便于政府、企业进行决策,国 外,中 国,发达国家采用近地面遥感、卫星遥感等手段在小麦籽粒品质监测与预报方面初步开展了研究与应用示范,我国从20世纪90年代开始小麦品质遥感监测预报的研究，但多集中于近地遥感监测方面,近年来我国开始开展利用卫星遥感监测小麦品质研究，得出了相关的研究结果，但相关研究多集中于北方
2、麦区,利用卫星遥感监测小麦品质研究在我国南方麦区研究与应用尚属空白，而南方是我国中筋和弱筋小麦的主产区，特别是长江中下流域是弱筋小麦的主产带，因此建立长江中下游地区中筋和弱筋小麦籽粒品质的预测模型，可以更好地促进中筋和弱筋小麦的发展。,二、材料与方法,1、样点分布,图1 卫星遥感试验取样点分布图,2、取样时期,拔节期 开花期 成熟期,3 卫星遥感影像的获取 利用美国LANDSAT TM卫星影像进行分析 一景TM影像约代表地面185km2的范围，TM的时间分辨率为16天，空间分辨率约30米,表1 遥感参数的定义及对应的运算公式,注：B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7分别代表TM影像各波段的
3、反射率。,4 光谱参数的选择与植被指数的构建,图2 典型植被光谱曲线示意图,TM1 TM2 TM3,TM4,TM5 TM7,5 测定内容,小麦地上部分生物量 叶面积指数 叶绿素含量 功能叶、植株氮素含量 籽粒蛋白质含量,三、结果与分析,3.1拔节期和开花期植株性状参数和籽粒蛋白质含量间的关系,表2 小麦植株性状参数与籽粒蛋白质含量的相关关系,3.2 拔节期和开花期卫星遥感参数与籽粒蛋白质含量间的关系,表3 不同时期卫星遥感参数与籽粒蛋白质含量的相关关系,3.3 开花期卫星遥感参数与植株性状参数间关系,表4 小麦开花期卫星遥感参数与植株性状参数的相关系数,3.4 中、弱筋小麦籽粒蛋白质含量多因子
4、预测模型的建立与评价,表5 基于开花期遥感参数和植株性状指标的籽粒蛋白质含量预测模型,图2 基于开花期遥感模型籽粒蛋白质含量预测值和实测值的比较,注：a.2008年基于NDVI模型; b.2008年基于DNVI、LAI模型; c.2009年基于NDVI模型; d.2009年基于DNVI、LAI模型;,10.28%,13.82%,四、结论与讨论,4.1中筋和弱筋小麦籽粒蛋白质含量适宜的卫星遥感预测时期,国外,国内,多是利用小麦抽穗期之后的遥感信息进行的分析，并且认为抽穗后的遥感信息可以较好的反映籽粒品质,小麦抽穗后冠层高光谱遥感光谱指数与籽粒蛋白质和淀粉积累量呈极显著指数关系 ；花后14d叶片含
5、氮量相关性较好的高光谱遥感植被指数进行预测小麦籽粒蛋白质含量,本试验,开花期是中筋和弱筋小麦进行籽粒蛋白质含量卫星遥感预测的适宜时期 ；拔节期卫星遥感可以预测植株生长态势，指导小麦生产过程中的措施应用,4.2 监测中筋和弱筋小麦植株性状适宜的植被指数,高光谱,本试验,叶片含氮率,红波段（660nm） 蓝波段（460nm）,叶绿素含量,冠层光谱 3501060nm,叶干重和LAI,红光波段 （590710nm） 近红外光波段 （7451060nm） 两者组合参数,叶片SPAD值 叶片氮素含量植株氮素含量,绿波段 红波段 近红外波段反射率 三者组成的植被指数,卫星遥感信息不能较好地反演LAI，与前
6、人结果有所差异,4.3 中筋和弱筋小麦籽粒蛋白质含量卫星遥感多因子预测模型 提高预测精度,北方基于中、强筋小麦建立的卫星遥感模型,多因子模型RMSE较单因子模型提高了10%以上 有效地提高了籽粒蛋白质含量的预测精度,北方模型对于南方中、弱筋小麦预测的不适应,4.4 中筋和弱筋小麦卫星遥感精度的进一步提高,卫星影像,TM影像分辨率偏低，时效性较差， 会出现“异物同谱”、“同谱异物” 长江中下游麦区四、五月份阴雨天气较多， 影响清晰影像的获取,品种与环境,小麦品质受品种影响 品质受播种时间、土壤肥力、管理措施等多方面因素制约 中、弱筋小麦中后期易受病虫害、倒伏、高温影响,模型中代入更多的品质影响因子,综合多源、多时相的遥感数据,谢谢！,