1)RVI、DVI、NDVI、GRVI、EVI和SAVI這6種植被指數與冬小麥LAI關系密切,相關性均達到了顯著水平。利用回歸分析構建估算模型,模型擬合度在0.696~0.775之間,RMSE在0.386~0.523之間,其中NDVI、RVI和GRVI擬合度較高,擬合誤差較小。經模型精度檢驗RMSE為0.468~0.501,NDVI估算模型的RMSE為0.468相對最小,其次是GRVI估算模型的RMSE為0.478。但是在LAI<2時,RVI和GRVI無法有效的反映出LAI的變化;在NDVI接近于1時出現了較明顯的飽和現象,同時引起冬小麥LAI低估現象。綜合分析6種模型的模擬及驗證情況,在冬小麥生長的不同階段,這6種植被指數各有優勢和不足,在盡可能避免NDVI出現飽和的情況下,NDVI估算模型無論是模型擬合度還是模型驗證精度都較好,適合進行該地區冬小麥LAI反演。
2)利用BP神經網絡輸入多個敏感波段反射率進行冬小麥LAI估算,較大提高了反演精度。輸入的多個敏感波段包含了藍光450nm波段、綠光波峰550nm、紅光波谷670nm及近紅外波段870nm4個波段,這些波段對冬小麥的變化均較敏感,并與冬小麥LAI相關性較高。經檢驗,模擬值與實測值擬合度高達0.990,均方根誤差(RMSE)為0.105。
利用BP神經網絡法比傳統回歸模型估測冬小麥LAI精度有較大提高,由于神經網絡的方法具有較好的非線性解釋性,有效的避免因植被指數飽和引起的冬小麥LAI低估現象。
本研究在利用高光譜數據進行作物LAI估算方面進行了嘗試,為冬小麥LAI的高精度估算提供了科學依據。研究發現BP神經網絡方法較傳統回歸模型法較適合進行冬小麥LAI反演研究,很大程度上提高了模型的反演精度,但還存在一些不足,在建立模型過程中一定要保證樣本量足夠大(一般認為樣本數n >50即為大樣本事件),才能保證研究的適普性。同時BP神經網絡如果增加了學習樣本,訓練好的網絡就需要從頭開始訓練,對于以前的權值和閾值是沒有記憶的,神經網絡相對傳統的回歸模型在實用性方向有待進一步研究。筆者認為傳統的回歸模型和新興的BP神經網絡模型在冬小麥LAI反演研究中各有優勢和不足,冬小麥LAI反演研究應根據研究情況來選擇適合模型才是關鍵。另外本研究在大田中測量,由于種植方式、肥力狀況、管理水平等的差異,可能會對冬小麥的光譜特征產生一定影響,模型是否適合其他更廣闊的區域有待進一步驗證
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