孙
慧1，冯美臣1，李广信2，王超1，肖璐洁1，杨武德1
（1.山西农业大学旱作工程研究所，山西太谷030801；2.山西省农业科学院作物科学研究所， 山西太原030031）摘
要:LAI 是作物长势监测的一个重要指标，
实时、无损和准确地估测冬小麦LAI 具有重要的实践意义。通过对冬小麦进行不同的灌溉处理试验，研究LAI 与冠层光谱反射率的关系，计算350～2450nm 不同波段组合的原始光谱指数和导数光谱指数，筛选最优波段组合光谱指数，并建立LAI 的监测模型。结果表明，冬小麦LAI 与冠层光谱反射率和不同波段组合光谱指数相关性较好；冬小麦LAI 监测的最优光谱指数为DVI （435，447），以此为自变量建立的指数模型y ＝10.669e -701.9x 表现最优，模型最稳定。关键词：光谱指数；叶面积指数；冬小麦；高光谱遥感中图分类号:S512.1＋1宿州学院学报
文献标识码:A
文章编号:1002-2481（2019）03-0315-05
Hyperspectral Monitoring of Winter Wheat Leaf Area Index
under Different Irrigation Regimes
SUN Hui 1，FENG Meichen 1，LI Guangxin 2，WANG Chao 1，XIAO Lujie 1，YANG Wude 1qiushi
（1.Institute of Dry Farming Engineering ，
Shanxi Agricultural University ，Taigu 030801，China ；2.Institute of Crop Sciences ，Shanxi Academy of Agricultural Sciences ，Taiyuan 030031，China ）
Abstract ：Leaf area index （LAI ）is an important indicator in crop growth estimation,and it is significant to estimate LAI of winter wheat in real-time,non-destructive and accurate way.In this study,the experiments were conducted under different irrigation regimes.The relationship between canopy reflectance and LAI of winter wheat was studied.The spectral indices were calculated with random two bands of the original reflectance and the derivative reflectance within the spectral range of 350-2450nm.The optimal band combination spectral indices were selected and used for the construction of LAI estimation model.The result showed that LAI had close relationships with canopy
reflectance and different band combination spectral indices.The optimal spectral index for the estimation of LAI was DVI （435,447）.Furthermore,based on the optimal spectral index,the optimal model of LAI was y ＝10.669e -701.9x with good performance and stability.
Key words ：spectral index;leaf area index;winter wheat;hyperspectral remote sensing
北京网络安全大会收稿日期:2019-01-14何云昌 抱柱之信
基金项目：国家自然科学基金项目（31871571，31371572）；山西省研究生优秀创新项目（2017BY066）作者简介：孙
慧（1991-），女，山西运城人，在读博士，研究方向：
球极投影作物信息技术。杨武德为通信作者。叶面积指数（Leaf area index ，LAI ）是指单位土
地面积上植物绿叶片面积的总和。LAI 作为一种表征植物冠层结构的重要参数，与植物的光合作用、蒸腾作用、呼吸作用等生理生化过程密切相关[1]。
LAI 既是一种衡量作物长势的指标，
又是决定作物生物量和产量大小的重要因素[2-4]，实时准确地估测
LAI 对小麦的生产具有重要的意义。
高光谱遥感具有光谱分辨率高、波段连续性强
和光谱信息量大的显著特点，超分散剂应用涂料工业
可以直接获取植物的冠层信息，对信息进行微弱光谱差异的定量分析，其已经被应用于作物长势等方面的监测研究中[5-8]。在作物LAI 的遥感监测中，国内外学者进行了大量的研究。HANSEN 等[9]研究证明了植被光谱与LAI 的关系密切。张晓艳等[10]通过研究花生冠层光谱与
LAI 的关系，结果发现，LAI 与680～750nm 导数光
谱反射率相关性较好。黄春燕等[11]研究证明，
红边参数可用来估测棉花的LAI ，其中以红边面积建立的
模型预测精度最高。李映雪等[12]研究发现，
冬小麦光谱参数与LAI 的关系密切，可利用RVI （810，510）
和DVI （810，560）反演小麦LAI 。田永超等[13]研究了不同波段组合植被指数与LAI 的关系，结果得
到水稻LAI 估测的最优光谱指数DI （854，760）。梁亮等[14]
对比分析了18种光谱指数与小麦LAI 的关系，
最终建立了基于OSAVI 的小麦LAI 监测模型。陈雪洋等[15]通过对比不同波段组合的植被指数与LAI 的相关性，以最优植被指数为自变量成功预测了冬小麦的LAI 。束美艳等[16]构建了新型植被指数RRWVI ，实现并提高了冬小麦LAI 的预测精度。
山西农业科学2019，47（3）：315-318，392315··
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