基于环境星CCD图像的甘蔗叶面积指数反演方法.pdf

第26卷第lO期 农业工程学报 、，01．26No．10 2010生10月 TransactionsoftheCSAE Oct．2010201 基于环境星CCD图像的甘蔗叶面积指数反演方法 郭琳1，裴志远墩，张松龄1，孙娟英1，梁自力2，滕冬建2 (1．农业部规划设计研究院，北京100125；2．广西壮族自治区农业区划委员会办公室，南宁530022) 摘要：及时准确获取甘蔗叶面积指数对于甘蔗长势监测和产量预测具有重要意义。尝试通过构建组合核函数，利用支 持向量回归方法建立甘蔗LAI估算模型，并利用新型国产卫星数据环境星CCD图像和准同步的地面观测数据，分别采 用指数关系模型、对数关系模型、支持向量回归模型3种方法，以广西甘蔗主产县为例，开展了环境星遥感图像在甘蔗 叶面积指数反演试验。结果表明，3种方法都可以对甘蔗LAI进行有效预测，且能获得较好的预测效果，验证了环境星 CCD图像在甘蔗LAJ反演中的实用性，其中支持向量回归模型反演精度最高：5月份决定性系数尺2分别比对数回归模 供了一种新的思路。 关键词：甘蔗，叶面积指数，反演， CCD，环境星，支持向量回归 doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2010．10．034 中图分类号：S127，TP79 文献标志码：A 文章编号：1002—6819(2010)-10—0201—05 0)： 郭琳，裴志远，张松龄，等．基于环境星CCD图像的甘蔗叶面积指数反演方法[J]．农业工程学报，2010，26(1 201t一205． I-IJ C,-uo a1．Estimationmethodof leafareaindex CCD Lin，Pei sugarcane using images[J]． Zhiyuan，ZhangSongling，et Transactionsofthe Chinesewith CSAE，2010，26(10)：201--205．(inEnglishabstract) 经验关系模型方法以LAI为因变量，以光谱数据或 0引言 其变换形式(例如植被指数)作为自变量建立的估算， 叶面积指数LAI(1eafareaindex)定义为单位面积上是目前国内外利用遥感技术来估算叶面积指数的主要方 所有叶子向下投影的面积总和，与作物长势、作物产量 法。大量研究表明植被的生物物理化学参数与光谱反射 之间存在着良好的相关关系【l‘41。甘蔗是中国重要的糖料 率之间的关系基本上是非线性的【l31，研究人员利用神经 作物，获取大区域甘蔗叶面积指数对于开展大尺度甘蔗 网络对非线性问题的拟合的优势将其引入到高光谱数据 长势监测和产量预测具有重要意义，目前利用遥感技术 分析中【l41，但其训练过程易陷入局部极值和过学习，影 获取植被L舢的研究大部分集中在森林领域及水稻、大 vectormachine) 响预测的精度。支持向量机SVM(support 豆、玉米等作物【5—1，对甘蔗Lm的遥感反演研究鲜有方法是町较好解决非线性问题的机器学习方法，被许多 报道。 学者应用到农业遥感分类与估产领域中，获取较好效果。 国内外许多卫星遥感数据可用于LAI反演，常用的 为SVM选择不同的核函数会导致不同的预测效