利用不同生长阶段冠层高光谱数据对冬油菜（Brassica napus L.）生物量的遥感估算

摘要： 地上干生物量（AGB）是评估作物生长和预测产量的重要参数。本研究旨在确定冬油菜（WOR）生物量光谱估算的最优方法。通过两年田间试验，种植不同氮肥梯度处理的冬油菜，采集生物量数据与冠层高光谱数据。对冠层高光谱数据与AGB进行相关性分析和偏最小二乘回归（PLSR），并采用线性和非线性回归模型模拟四个生育期（播种期、抽薹期、开花期和结荚期）植被指数（VIs）与AGB的定量关系。结果表明：(1) 播种期和抽薹期，红边叶绿素指数（CIred edge）相比其他六种植被指数（绿光叶绿素指数CIgreen、归一化植被指数NDVI、绿光归一化植被指数GNDVI、比值植被指数RVI、差值植被指数DVI和土壤调节植被指数SAVI）表现出更优性能（R²范围0.60-0.95）；(2) 相关性分析与PLSR能有效提取800nm和1200nm特征波长用于生物量估算，改进型植被指数NDVI（800,1200）显著提升全生育期AGB估算精度（R²>0.80，RMSE<1530kg/hm²，RPD>2.3），无饱和现象且保持良好稳健性，降低了花荚对AGB估算的影响；(3) 重点关注能表征冬油菜生长物候的近红外波段至关重要，选择合适的植被指数与建模算法也对AGB估算成功具有较大影响。总体表明，尽管冬油菜全生育期植株构型与覆盖度差异显著，但冠层高光谱数据仍能可靠估算其AGB。