![Resonon | Resonon Pika L在估算冬小麥動(dòng)態(tài)收獲指數(shù)上的應(yīng)用]( "Resonon | Resonon Pika L在估算冬小麥動(dòng)態(tài)收獲指數(shù)上的應(yīng)用")
作物收獲指數(shù)（HI）是評(píng)價(jià)作物產(chǎn)量和栽培效果的重要生物學(xué)參數(shù)，是進(jìn)一步提高作物產(chǎn)量的重要決定因素。對(duì)作物育種、作物生長(zhǎng)模擬、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)作物管理、作物產(chǎn)量估算及其它方面的應(yīng)用研究具有重要意義。近年來(lái)，遙感憑借其在速度、精度和覆蓋范圍等方面的優(yōu)勢(shì)已逐漸成為獲取大尺度作物HI的有效技術(shù)手段。而無(wú)人機(jī)（UAV）遙感技術(shù)也迅速發(fā)展，成為農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測(cè)的新手段。目前，UAV遙感傳感器主要包括數(shù)碼相機(jī)、多光譜相機(jī)和高光譜相機(jī)。其中，高光譜相機(jī)具有較多的波段，可以獲取與作物生長(zhǎng)狀況密切相關(guān)的波段信息，可以為作物動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)提供豐富的信息源，并可靠收集作物HI動(dòng)態(tài)變化信息。然而，目前利用UAV高光譜遙感估算作物HI并無(wú)相關(guān)報(bào)道。基于此，在所附文章中，來(lái)自中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院的一組研究團(tuán)隊(duì)以冬小麥為研究對(duì)象，充分考慮其開(kāi)花期至成熟期生物量和灌漿過(guò)程的變化以獲取作物動(dòng)態(tài)HI（D-HI）的空間信息。動(dòng)態(tài)fG（D-fG）參數(shù)估算為開(kāi)花期至成熟期期間不同生長(zhǎng)期累積的地上生物量與對(duì)應(yīng)時(shí)期地上生物量的比值。作者基于無(wú)人機(jī)高光譜遙感（DJI M600 Pro UAV+ Resonon Pika L 高光譜成像）數(shù)據(jù)進(jìn)行了D-fG參數(shù)估算，提出了一種獲取冬小麥D-HI空間信息的技術(shù)方法，并驗(yàn)證了所提出方法的精度。通過(guò)UAV高光譜數(shù)據(jù)計(jì)算的歸一化差異光譜指數(shù)（NDSI）和D-fG測(cè)量值之間的相關(guān)關(guān)系篩選出D?fG估算的敏感波...
發(fā)布時(shí)間:
2022
-
06
-
27
瀏覽次數(shù)：38
土壤是重要的自然資源，地球上95%的食物來(lái)源于土壤，土壤保存了至少四分之一的全球生物多樣性，不僅是糧食安全、水安全和更廣泛的生態(tài)系統(tǒng)安全的基礎(chǔ)，更是為人類(lèi)提供多種服務(wù)、幫助抵御和適應(yīng)氣候變化的重要因素。由土壤組成造成的脅迫，例如鹽、重金屬和養(yǎng)分虧缺是作物減產(chǎn)的主要原因。作物土壤耐逆性是一種復(fù)雜性狀，涉及植物形態(tài)、代謝和基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等多種遺傳和非遺傳因素的調(diào)控。傳統(tǒng)的作物表型研究通常在田間進(jìn)行，費(fèi)事費(fèi)力、勞動(dòng)密集、低通量、且受研究人員無(wú)法控制的自然環(huán)境因素的影響。在此情形下，難以獲得高精度的表型數(shù)據(jù)以滿足表型組學(xué)的研究需求。在過(guò)去幾十年，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了幾種HTP（高通量表型）平臺(tái)在現(xiàn)場(chǎng)或可控條件下使用，但其運(yùn)維成本極高。此外，作物表型相關(guān)研究通常只關(guān)注植物地上部分，而對(duì)根系形態(tài)數(shù)據(jù)的獲取有限。然而，根系是植物吸收水分和養(yǎng)分的主要途徑，也是碳水化合物的儲(chǔ)存器官和土壤脅迫的直接感知器官。因此，根系表型是土壤脅迫條件下植物表型研究的重要組成部分。就通量、環(huán)境可控性和根系表型獲取而言，現(xiàn)有的植物表型平臺(tái)無(wú)法完全滿足植物對(duì)土壤脅迫響應(yīng)的表型組學(xué)研究的特定需求?；诖?，在本文中，來(lái)自山東大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院和濰坊農(nóng)科院的一組研究團(tuán)隊(duì)描述了其最近開(kāi)發(fā)的高通量植物栽培和表型系統(tǒng)—WinRoots平臺(tái)。以大豆植物為研究對(duì)象，將其暴露在鹽脅迫中，證明了土壤鹽脅迫條件的一致性和可控性以及WinRoots系統(tǒng)的高通...
發(fā)布時(shí)間:
2022
-
06
-
10
瀏覽次數(shù)：50
隨著人類(lèi)社會(huì)工農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、城市化的發(fā)展，人為因素造成土壤重金屬污染是當(dāng)今世界越來(lái)越不容忽視的環(huán)境問(wèn)題。盡管煤礦資源的開(kāi)發(fā)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要，但其對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生的不利影響也是不可避免的。因此，我們有必要調(diào)查露天煤礦的土壤重金屬分布，以發(fā)現(xiàn)受污染的農(nóng)田，提供和制定土地復(fù)墾策略以及進(jìn)一步的公共健康策略。原位土壤采樣與實(shí)驗(yàn)室化學(xué)分析方法（利用高精度的原子吸收光譜法（AAS）和電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS））相結(jié)合，已廣泛應(yīng)用于土壤重金屬濃度的調(diào)查和制圖。然而，該方法難以獲得連續(xù)的土壤重金屬濃度制圖、耗時(shí)費(fèi)力、成本高、效率低，適用范圍小，且可能會(huì)再次對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。遙感技術(shù)的發(fā)展為快速、高效、大尺度監(jiān)測(cè)重金屬含量提供了新的視角。而部分所使用的高光譜傳感器存在數(shù)據(jù)質(zhì)量差、圖像連續(xù)性受限、光譜范圍窄、空間分辨率低、需要輔助環(huán)境變量、易受大氣干擾等問(wèn)題。與現(xiàn)有高光譜衛(wèi)星傳感器相比，GF-5 AHSI高光譜成像儀的空間分辨率、光譜分辨率、光譜范圍、時(shí)間分辨率等明顯增強(qiáng)。然而，關(guān)于使用GF-5 AHSI高光譜影像反演土壤重金屬含量的相關(guān)研究報(bào)道較少。基于此，在本研究中，來(lái)自西安科技大學(xué)的張波（第一作者）、郭斌（通訊作者）課題組聯(lián)合其它研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)高分5號(hào)高光譜衛(wèi)星影像反演中國(guó)北部某露天煤礦區(qū)（圖1）土壤重金屬含量問(wèn)題進(jìn)行了研究。旨在（1）利用直接校正（DS）算法在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的和GF-5 A...
發(fā)布時(shí)間:
2022
-
05
-
12
瀏覽次數(shù)：64
追蹤生長(zhǎng)季和地理區(qū)域中葉片性狀的變化是理解陸地生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵。野外光譜法是原位監(jiān)測(cè)葉片功能性狀的有力工具，在農(nóng)業(yè)、林業(yè)和生態(tài)學(xué)中都有許多應(yīng)用，例如，葉片光譜已用于表征許多葉片理化特性，預(yù)測(cè)倍體水平，估計(jì)葉齡，甚至可以預(yù)測(cè)入侵植物對(duì)凋落物分解的影響。但目前尚不清楚是否可以開(kāi)發(fā)通用統(tǒng)計(jì)模型來(lái)根據(jù)光譜信息預(yù)測(cè)性狀，或是否需要根據(jù)條件變化進(jìn)行重新校準(zhǔn)。特別是，生長(zhǎng)季多個(gè)葉片性狀同時(shí)變化，是否可以從高光譜數(shù)據(jù)成功預(yù)測(cè)這些時(shí)間變化是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題?；诖?，為了填補(bǔ)研究空白，在本研究中，一組國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)利用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室方法（包括光捕獲和生長(zhǎng)：N（%），δ15N（‰），δ13C（‰），葉綠素，可溶性C（%）和葉片含水量（LWC）；防御和結(jié)構(gòu)：每單位面積的葉片質(zhì)量（LMA g m-2）、總C（%）、半纖維素（%）、纖維素（%）、木質(zhì)素（%）、總酚類(lèi)（mg g-1）和單寧（mg g-1）；巖石衍生營(yíng)養(yǎng)素：P（%）、K（%）、Ca（%）、Mg（%）、Fe（μg g-1）、Mn（μg g-1）、Zn（μg g-1）和B（μg g-1））和葉片光譜（利用光譜范圍為350-2500 nm的ASD FieldSpec 3進(jìn)行測(cè)量，在350-1000 nm，采樣間隔為1.4 nm，在1000-2500 nm，采樣間隔為2 nm）追蹤了整個(gè)生長(zhǎng)季的變化，研究了溫帶落葉樹(shù)木多種葉片性狀和光譜特性之間的聯(lián)系。旨在...
發(fā)布時(shí)間:
2022
-
05
-
05
瀏覽次數(shù)：38
姜黃素是一種天然化合物，具有良好的抗炎、降血脂、抗氧化和抗癌等特性。姜黃素是從姜科、天南星科中一些植物的根莖中提取的一種二酮類(lèi)化合物。其中，姜黃中約含姜黃素3%～6%，是植物界很稀少的具有二酮結(jié)構(gòu)的色素。了解栽培根莖中姜黃素的水平并確定高產(chǎn)品種非常重要。傳統(tǒng)上測(cè)量姜黃素是通過(guò)從新鮮根莖或干粉中將其提取出來(lái)，并使用高效液相色譜（HPLC）或紫外-可見(jiàn)分光光度法進(jìn)行分析。從植物材料中分離姜黃素費(fèi)事、費(fèi)力、成本高，且需要專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和有經(jīng)驗(yàn)的操作人員。而高光譜成像（HSI）是一種快速且無(wú)損的技術(shù)，已成功用于土壤和農(nóng)產(chǎn)品（堅(jiān)果、水果和蔬菜）各種化學(xué)成分和質(zhì)量指標(biāo)的評(píng)估。然而，目前尚未探索使用新鮮姜黃根莖的HIS圖像來(lái)預(yù)測(cè)姜黃素?；诖?，為了填補(bǔ)研究空白，在本文中，來(lái)自澳大利亞的一組研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了相關(guān)研究，旨在(1) 比較澳大利亞?wèn)|部不同采樣點(diǎn)3個(gè)姜黃品種（黃色、橙色和紅色）的總姜黃素濃度和不同類(lèi)姜黃素的分布；（2）評(píng)估利用可見(jiàn)-近紅外（Vis/NIR）光譜（400-1000 nm）建立的PLSR模型預(yù)測(cè)新鮮姜黃根莖中總姜黃素濃度的潛力。作者在2018年11月至2019年11月，從五個(gè)研究地點(diǎn)共收集了190個(gè)樣本，以捕捉生長(zhǎng)周期的變化。利用光譜范圍為400-1000 nm，光譜采樣間隔為1.3 nm，光譜分辨率為2.3 nm的Resonon Pika XC2高光譜相機(jī)獲取樣品的高光譜圖像...
發(fā)布時(shí)間:
2022
-
04
-
25
瀏覽次數(shù)：29
![ASD | 利用短波紅外波段通過(guò)干燥過(guò)程分割來(lái)估計(jì)土壤含水量]( "ASD | 利用短波紅外波段通過(guò)干燥過(guò)程分割來(lái)估計(jì)土壤含水量")
土壤水分是直接影響蒸發(fā)、入滲和徑流等多種環(huán)境過(guò)程的重要因素。而且，土壤水分在農(nóng)業(yè)蒸散與糧食安全、濕地退化、干旱、陸氣界面的能量交換等相關(guān)研究領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。地面測(cè)量能夠提供易于校準(zhǔn)和長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)獲取的數(shù)據(jù)，但該種方法僅針對(duì)單個(gè)小區(qū)域，難以支持空間變化研究或?qū)嵉匮芯??；谒屯寥澜殡娞匦缘木薮蟛町?，微波遙感被廣泛應(yīng)用于大空間尺度的土壤水分監(jiān)測(cè)，但不適用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等多種研究。熱遙感可以根據(jù)地表溫度來(lái)估算土壤水分，但熱遙感信號(hào)不單受到土壤含水量（SMC）的影響，濕度、風(fēng)速、大氣條件等其他參數(shù)也會(huì)影響估計(jì)結(jié)果。而光學(xué)遙感由于其精細(xì)的空間分辨率和利用諸如MODIS、Landsat系列和Sentinel任務(wù)等衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行大尺度監(jiān)測(cè)潛力之間的平衡而引起了諸多關(guān)注。目前已經(jīng)提出了許多指標(biāo)和模型來(lái)闡明反射率特征隨SMC的變化，并利用實(shí)驗(yàn)室、實(shí)地、機(jī)載和衛(wèi)星數(shù)據(jù)從窄帶和寬帶的反射率來(lái)估計(jì)SMC。這些方法/指標(biāo)主要針對(duì)從飽和到風(fēng)干的各級(jí)SMC；然而，作者發(fā)現(xiàn)飽和到風(fēng)干的單一關(guān)系映射會(huì)導(dǎo)致準(zhǔn)確估計(jì)的錯(cuò)誤印象。在整個(gè)干燥過(guò)程中，光譜反射率特征和SMCs之間的回歸關(guān)系不一致導(dǎo)致對(duì)相對(duì)較低的SMCs估計(jì)的精度較低。基于此，在本研究中， 來(lái)自南京大學(xué)、康奈爾大學(xué)和河南農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)提出了一種分割方法以更準(zhǔn)確的估計(jì)SWC。作者監(jiān)測(cè)了代表不同土壤特性的三種土壤樣品的整個(gè)干燥過(guò)程，并通過(guò)蒸發(fā)速率變化確定其過(guò)渡點(diǎn)...
發(fā)布時(shí)間:
2022
-
04
-
21
瀏覽次數(shù)：33
PROSDM：PROSPECT模型與光譜導(dǎo)數(shù)和相似性度量相結(jié)合從雙向反射率中提取葉片生化性狀的適用性葉片生化性狀為理解植物光合功能、動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)、養(yǎng)分循環(huán)和初級(jí)生產(chǎn)提供了有價(jià)值的信息。葉片葉綠素含量（Cab）、類(lèi)胡蘿卜素含量（Cxc）、含水量（Cw）和干物質(zhì)含量（Cm）是四個(gè)重要的葉片生化性狀，與植物光合作用、氮素、脅迫和衰老等健康和生長(zhǎng)狀態(tài)密切相關(guān)。能夠?qū)@些葉片生化性狀進(jìn)行高通量測(cè)量的方法對(duì)于表征植物生理狀態(tài)和關(guān)鍵功能過(guò)程至關(guān)重要。PROSPECT模型是目前最常用的葉片輻射傳輸模型之一，可從葉片定向半球反射因子（DHRF）光譜來(lái)提取葉片生化性狀，然而，在應(yīng)用于葉片雙向反射因子（BRF）光譜提取葉片生化性狀方面尚待探索。葉片表面反射率和各向異性性狀的存在可能是限制PROSPECT從葉片BRF光譜評(píng)估葉片生化性狀的主要問(wèn)題?；诖?，在本研究中，研究者們提出了一個(gè)方法，整合了PROSPECT模型、光譜導(dǎo)數(shù)和相似性度量（SDM），稱(chēng)為PROSDM，去除了葉片BRF和DHRF光譜的差異，并從葉片BRF光譜提取了葉片生化性狀。具體目標(biāo)是：（1）通過(guò)PROSPECT反演調(diào)查葉片BRF和DHRF光譜差異隨波長(zhǎng)的變化以及對(duì)Cab、Cxc、Cw和Cm提取的影響，（2）開(kāi)發(fā)PROSDM消除BRF和DHRF光譜差異，從葉片BRF光譜與PROSPECT和PROCOSINE以及PROCWT的比較來(lái)提取Cab、...
發(fā)布時(shí)間:
2022
-
01
-
20
瀏覽次數(shù)：96
【摘要】最近研究發(fā)現(xiàn)，在混合落葉闊葉林中，相比于葉片氮含量，葉綠素含量可以更好地指示葉片的光合能力。葉片光合能力與葉綠素含量之間關(guān)系的一個(gè)關(guān)鍵概念就是光合成分（即光收集，光化學(xué)和生化成分）的協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)。為了檢驗(yàn)該假設(shè)，作者在生長(zhǎng)季測(cè)量了水稻地葉片氮含量（NLeaf），葉片光合色素（即葉綠素（ChlLeaf），類(lèi)胡蘿卜素（CarLeaf）和葉黃素（XanLeaf））以及葉片光合能力（即1,5-二磷酸核酮糖（RuBP）在25℃被羧化（Vcmax25）和再生（Jmax25）的最大速率）的季節(jié)性變化。同時(shí)還調(diào)查了NLeaf，葉片光合色素，晴天中午的葉片光化學(xué)植被指數(shù)（PRILeaf,noon）的有效性及其可能的組合，以估算水稻地的葉片光合能力（即Vcmax25和Jmax25）。ChlLeaf與Vcmax25和Jmax25高度相關(guān)（R2分別為0.89和0.87），優(yōu)于NLeaf（R2分別為0.80和0.85）。PRILeaf,noon與葉片色素的產(chǎn)物也與Vcmax25高度相關(guān)（R2=0.95-0.96）。而且葉綠素a和CarLeaf的產(chǎn)物可以很好地替代Vcmax25?？偠灾?，該研究支持了以前的發(fā)現(xiàn)，即葉綠素含量與Vcmax25的相關(guān)性比葉氮含量更好。而且，將PRILeaf,noon與葉片色素（即ChlLeaf，CarLeaf和XanLeaf）結(jié)合起來(lái)，為估算葉片光合能力（即Vcmax25）提...
發(fā)布時(shí)間:
2020
-
09
-
01
瀏覽次數(shù)：85
![使用NASA格倫高光譜成像儀進(jìn)行實(shí)時(shí)HAB制圖]( "使用NASA格倫高光譜成像儀進(jìn)行實(shí)時(shí)HAB制圖")
有害藍(lán)藻（cyanoHABs）通常生長(zhǎng)在世界各地的水生環(huán)境中，包括北美五大湖的淡水湖。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富或過(guò)量（例如N和P）的水體可以支持藍(lán)藻的快速生長(zhǎng)。除此之外，水溫，風(fēng)，浪和水流都會(huì)影響水華的形成和垂直分布。一些藍(lán)藻會(huì)產(chǎn)生有毒化合物從而危害動(dòng)物和人類(lèi)健康。因此對(duì)有害藻華的預(yù)先監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。【摘要】利用美國(guó)航空航天局（NASA）格倫研究中心開(kāi)發(fā)的高光譜成像系統(tǒng)于2015年至2017年在伊利湖和俄亥俄河采集高空間分辨率數(shù)據(jù)。配合密歇根理工學(xué)院實(shí)施的替代校正方法，將HSI系統(tǒng)采集的輻亮度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的反射率數(shù)據(jù)，并使用現(xiàn)有算法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)有害藻華。替代校正方法依賴(lài)于成像光譜恒定的目標(biāo)以歸一化大氣和儀器校準(zhǔn)信號(hào)的高光譜數(shù)據(jù)。對(duì)伊利湖西部盆地附近的一個(gè)大型瀝青停車(chē)場(chǎng)進(jìn)行光譜特征分析，確定為一個(gè)合適的校正目標(biāo)。機(jī)載HIS可以提供對(duì)水質(zhì)狀況的獨(dú)特見(jiàn)解。飛機(jī)可以在云層下運(yùn)行，并且可以根據(jù)需要選擇和更改飛行路線，這比基于空間平臺(tái)的靈活性更大。HIS能以較高的空間分辨率（~1 m）采集數(shù)據(jù)，從而可以監(jiān)測(cè)小型水體，檢測(cè)小塊的表面浮渣，以及監(jiān)測(cè)水華與感興趣目標(biāo)（例如進(jìn)水口）的接近程度。借助這種新的快速周轉(zhuǎn)時(shí)間，機(jī)載數(shù)據(jù)可以作為現(xiàn)有衛(wèi)星平臺(tái)的補(bǔ)充監(jiān)測(cè)工具，針對(duì)關(guān)鍵區(qū)域并按需響應(yīng)水華事件。2015年NASA GRC HIS停車(chē)場(chǎng)反射率。粗紅線表示ASD FieldSpec III的原位反射率。校正前，HIS...
發(fā)布時(shí)間:
2020
-
07
-
30
瀏覽次數(shù)：53
雪反照率可用于估算雪崩，美國(guó)國(guó)家航空航天局機(jī)載降雪觀測(cè)臺(tái)將其與激光雷達(dá)聯(lián)合用于測(cè)量雪深。反照率（或“白度”）是單位時(shí)間，單位面積上各方向出射的總輻射能量與入射的總輻射能量之比，其測(cè)量范圍從0（對(duì)應(yīng)于吸收所有入射輻射的黑體）到1（對(duì)應(yīng)于反射所有入射輻射體）。根據(jù)Wikipedia的說(shuō)法“雪反照率變化很大，可以從0.9（剛落下的雪）到0.4（融化的雪）到0.2（臟雪）。南極洲平均雪反照率略高于0.8。如果積雪區(qū)域邊緣變暖，雪易于融化，會(huì)降低反照率，因此積雪吸收了更多的輻射導(dǎo)致了更多的融雪?！痹谒降奈恼轮小癟he Airborne Snow Observatory: Fusion of scanning lidar, imaging spectrometer, and physically-based modeling for mapping snow water equivalent and snow albedo”特別提到了ITRES CASI在測(cè)量雪反照率上的重要性?！菊吭谑澜缭S多山區(qū)，積雪覆蓋和融化主導(dǎo)著區(qū)域氣候和水資源。山區(qū)的融雪時(shí)間和量級(jí)主要受太陽(yáng)輻射的吸收和雪水當(dāng)量（SWE）的分布控制，但是即使在全球儀器設(shè)備最完善的山區(qū)，對(duì)其了解和認(rèn)識(shí)仍不充分。本研究中我們描述并介紹了機(jī)載降雪觀測(cè)臺(tái)（ASO）的結(jié)果，它耦合了成像光譜儀，掃描激光雷達(dá)以及積雪分布模型以測(cè)定積雪光譜反照率...
發(fā)布時(shí)間:
2020
-
07
-
30
瀏覽次數(shù)：142