無人機(jī)多光譜遙感監(jiān)測(cè)冬小麥拔節(jié)期根域土壤含水率

楊珺博，王 斌，黃嘉亮，張智韜,2，周永財(cái),2，姜文煥

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 楊凌 712100)

0 引 言

準(zhǔn)確獲取土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)作物增收的關(guān)鍵因素，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的水資源高效利用具有重要意義[1-3]。遙感監(jiān)測(cè)土壤含水率具有高效、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，已成為國內(nèi)外研究重點(diǎn)，但衛(wèi)星遙感易受天氣等因素影響，而且不能同時(shí)滿足農(nóng)田尺度的高時(shí)空分辨率要求[4-6]。無人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)土壤含水率具有時(shí)效性快、成本低、機(jī)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)[7,8]，可以迅速準(zhǔn)確地完成特定區(qū)域內(nèi)的農(nóng)情監(jiān)測(cè)任務(wù)[9,10]。

近年來，國內(nèi)外學(xué)者在無人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)土壤含水率方面已經(jīng)取得了許多研究成果。Li[11]等利用無人機(jī)多光譜系統(tǒng)獲取棉花冠層光譜數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)紅、近紅外波段反射率與土壤水分有較好的相關(guān)性。HASSAN-ESFAHANI[12]等借助于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法(Artificial Neural Network，ANN)，通過無人機(jī)多光譜遙感數(shù)據(jù)構(gòu)建了表層土壤含水率監(jiān)測(cè)模型。王海峰等[13]基于獲取的多光譜遙感數(shù)據(jù)，利用相關(guān)系數(shù)法篩選對(duì)土壤水分較敏感的波段，通過單一敏感波段處的光譜數(shù)據(jù)建立不同的一元回歸模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)裸土土壤含水率高精度監(jiān)測(cè)。Oliver[14]等采用無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)計(jì)算的溫度植被干旱指數(shù)(Temperature Vegetation Dryness Index，TVDI)和歸一化植被指數(shù)(Normalized difference vegetation index，NDVI)反演地表5～10 cm土壤含水率，模型監(jiān)測(cè)精度較高。陳碩博等[15]以抽穗期冬小麥為研究對(duì)象，利用無人機(jī)搭載多光譜相機(jī)來獲取作物冠層光譜數(shù)據(jù)，提出一種差值反射率(DR)實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤水分較高精度的反演。……