[1]张兵,范泽华,姚江河,等.基于近红外光谱与多元模型的小麦氮含量估算[J].江苏农业科学,2016,44(09):374-378.
　Zhang Bing,et al.Estimation of wheat nitrogen content based on near infrared spectra and multivariate model[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2016,44(09):374-378.
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基于近红外光谱与多元模型的小麦氮含量估算()

《江苏农业科学》[ISSN:1002-1302/CN:32-1214/S]

卷:
第44卷
期数:
2016年09期
页码:
374-378
栏目:
农业工程与信息技术
出版日期:
2016-09-25

文章信息/Info

Title:
Estimation of wheat nitrogen content based on near infrared spectra and multivariate model
作者:
张兵;  范泽华;  姚江河;  陈杰
塔里木大学信息工程学院，新疆阿拉尔 843300
Author(s):
Zhang Bing; et al
关键词:
春小麦; 近红外光谱; 最小二乘法; 主成分分析; 氮含量估算; 水含量估算
Keywords:
-
分类号:
S127；S512.106
DOI:
-
文献标志码:
A
摘要:
采用频谱测量的谷物氮元素估算方法易受作物水分等因素的影响，对此提出了采用近红外光谱与最小二乘法(PLS)的小麦氮素与水分预测方案。采用光谱传感器获得的光谱反射率数据(光谱范围是400~950 nm)，在植物生长阶段(BBCH 32)测试了是否可以估算春小麦中的氮与水分。2014—2015年，在甘肃地区进行小麦的田地试验，试验场共包含36个小区，在播种期间主小区使用氮施肥(N 70 kg/hm2或100 kg/hm2)，子块则使用水灌溉。在BBCH 32，对所有的小区使用便携式光谱仪测量其冠层反射率，然后，每个小区选择0.25 m2样方作为地表小麦作物量的采样，并分析总氮量。首先通过对数线性比对光谱数据进行预处理，然后使用Savitzky-Golay方法与均值化对其进行第一阶导数滤波，然后，通过偏最小二乘法(PPLS)结合光谱信息与正定数据对模型进行校准。结果表明，本方法优于基于指标的方法，其最优模型的氮、水分性能分别为RPD=2.26、RPD=1.49。
Abstract:
-

参考文献/References:

［1］许圆圆，祖艳群，陈建军，等. 元阳梯田周围不同植物群落氮元素背景值特征及其元素循环［J］. 云南农业大学学报：自然科学版，2012，27(2)：270-275.
［2］彭向永，常宝，徐术人，等. 谷胱甘肽对小麦幼苗铜毒害的缓解作用及其与氮、硫、磷积累的相关性［J］. 农业环境科学学报，2012，31(5)：867-873.
［3］黄擎，刘博睿，蔡华杰，等. 冻融交替对不同施肥水平的黑土中氮磷元素含量的影响［J］. 农业工程学报，2015(增刊1)：188-195.
［4］王磊，谢树果，苏东林，等. 基于时间序列分析的频谱异常自主检测和稳健估计方法［J］. 电子学报，2014(6)：1055-1060.
［5］何东健，陈煦，任嘉琛，等. 土壤速效磷含量近红外光谱田间快速测定方法［J］. 农业机械学报，2015，46(3)：152-157.
［6］何东健，陈煦. 土壤有机质含量田间实时测定方法［J］. 农业机械学报，2015，46(1)：127-132.
［7］Morón A，García A，Sawchik J，et al. Preliminary study on the use of near-infrared reflectance spectroscopy to assess nitrogen content of undried wheat plants［J］. Journal of the Science of Food & Agriculture，2007，87(1)：147-152.
［8］vergaard，S. I，Isaksson，T，Kvaal，K，et al. Comparisons of two hand-held，multispectral field radiometers and a hyperspectral airborne imager in terms of predicting spring wheat grain yield and quality by means of powered partial least squares regression［J］. Journal of Near Infrared Spectroscopy，2010，18(18)：247-261.
［9］贺城，杨增玲，黄光群，等. 可见/近红外光谱分析秸秆-煤混燃物的秸秆含量［J］. 农业工程学报，2013，29(17)：188-195.
［10］胡永光，陈培培，赵梦龙. 绿茶杀青叶料含水率可见-近红外光谱检测［J］. 农业机械学报，2013，44(8)：174-179.
［11］Liao Y，Fan Y，Fang C. On-line prediction of pH values in fresh pork using visible/near-infrared spectroscopy with wavelet de-noising and variable selection methods［J］. Journal of Food Engineering，2012，109(4)：668-675.
［12］Wang J，Nakano K，Ohashi S，et al. Comparison of different modes of visible and near-infrared spectroscopy for detecting internal insect infestation in jujubes［J］. Journal of Food Engineering，2010，101(1)：78-84.
［13］Riley H. Estimation of physical properties of cultivated soils in southeast Norway from readily available soil information［J］. Norwegian Journal of Agricultural Sciences，1996，25(Suppl)：1-51.
［14］Chang C W，Laird，David A，et al. Near-infrared reflectance spectroscopy-principal components regression analyses of soil properties［J］. Soil Science Society of America Journal，2001，65(2)：480-490.
［15］Akaike H. Information theory and an extension of the maximum likelihood principle［J］. Inter Symp on Information Theory，1973，1：610-624.
［16］Barnes E M，Clarke T R，Richards S E，et al. Coincident detection of crop water stress，nitrogen status and canopy density using ground-based multispectral data［C］. Proceedings of the 5th International Conference on Precision Agriculture Bloomington. Minnesota，USA，2000.
［17］Rouse J W，Haas R H，Schell J A，et al. Monitoring vegetation systems in the great plains with erts［J］. Nasa Special Publication，1974，351：309.
［18］Lelong C C D，Pinet P C，Poilvé H. Hyperspectral imaging and stress mapping in agriculture：a case study on wheat in Beauce (France)［J］. Remote Sensing of Environment，1998，66(2)：179-191.

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2016-04-01
基金项目：塔里木大学校长基金(编号：TDZKQN201505)；新疆生产建设兵团科技支疆项目(编号：2014AB037)。
作者简介：张兵(1982—)，男，四川南充人，硕士，讲师，主要从事农业遥感、信息处理研究。E-mail：zhangbintlm@126.com。
通信作者：范泽华，硕士，讲师，主要从事农业遥感、图像处理研究。E-mail：fanze_hua@126.com。
更新日期/Last Update: 2016-09-25