利用可见／近红外光谱测定小麦叶面积指数的改进研究-激光与红外.pdf

第４０卷　 第１１期　 　 　　　　　　　　　　　　　激 光 与 红 外 Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．１１ 　 ２０１０年１１月　 　 　　　　　　　　　　　　ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２０１０ 　　文章编号：１００１５０７８（２０１０）１１１２０５０６ ·红外技术 · 利用可见／近红外光谱测定小麦叶面积指数的改进研究 １，２ １ ２ 梁　亮 ，杨敏华 ，臧　卓 （１．中南大学信息物理工程学院，湖南 长沙４１００８３；２．中南林业科技大学林业遥感信息工程研究中心，湖南 长沙４１０００４） 摘　要：改进了小麦叶面积指数的可见／近红外光谱测定模型。以不同方法实现了小麦冠层反 射光谱的预处理，并采用偏最小二乘回归算法（ＰＬＳ）建立小麦叶面积指数估测模型对其进行 比较分析，发现小波除噪结合一阶导数能最有效地消除原始光谱的噪声与背景信息，此时ＰＬＳ ２ 模型校正集与预测集Ｒ 分别为０．８４９与０．８３５。为进一步优化模型，对经一阶导数结合小波 除噪后的光谱采用主成分分析法（ＰＣＡ）降维，以前４个主成分（含原始光谱８４．８６７％特征信 息）为输入变量，采用小二乘支撑向量机回归算法（ＬＳＳＶＲ）建立了小麦叶面积指数估测模型， ２ 其校正集与预测集Ｒ 分别达０．９０５与０．８８３，具有比ＰＬＳ算法更高的精度。结果表明：以小 波除噪结合一阶导数去除小麦冠层反射光谱中的土壤背景信息以提高模型精度是可行的，且 ＬＳＳＶＲ是建模的优选方法。 关键词：可见／近红外光谱；叶面积指数；小波除噪；导数；支撑向量回归；小麦 中图分类号：ＴＰ７９；Ｓ１２３　　　文献标识码：Ａ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｗｈｅａｔｌｅａｆａｒｅａｉｎｄｅｘｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｕｓｉｎｇ ｖｉｓｉｂｌｅ／ｎｅａｒｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒａ １，２ １ ２ ＬＩＡＮＧＬｉａｎｇ ，ＹＡＮＧＭｉｎｈｕａ，ＺＡＮＧＺｈｕｏ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＧｅｏｍａｔｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８３１，Ｃｈｉｎａ； ２．ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ ＦｏｒｅｓｔｒｙａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０００４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｏｄｅｌｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｌｅａｆａｒｅａｉｎｄｅｘ（ＬＡＩ）ｏｆｗｈｅａｔｗｉｔｈｖｉｓｉｂｌｅ／ｎｅａｒｉｎｆｒａｒｅｄｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅｓｐｅｃｔｒａｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｅｗｈｅａｔｃａｎｏｐｙｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅｓｐｅｃｔｒａｉｓｐｒｅｔｒｅａｔｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅＬＡＩｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓ ａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｐａｒｔｉａｌｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅ（ＰＬＳ）ａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．Ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔ ｔｈｅｐｒｅｔｒｅａｔ