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作者:殷琴亮;刘洋;李建武;张玉烛;
单位:湖南农业大学农学院;湖南杂交水稻研究中心;隆平农业科技黄埔研究院;
摘要:以3个籼型常规稻为研究对象,在湖南省岳阳市开展试验,采用无人机和人工实测的方式获取移栽后第14、21、35、42、56、73天等6个水稻生育时期的多光谱遥感影像及水稻叶面积指数(LAI)实测数据,使用不同方法构建水稻LAI反演跨期与非跨期预测模型,并检验其预测性能(拟合效果和预测精度)。通过Pearson相关性分析,筛选出5个与水稻LAI密切相关的植被指数,分别为近红外反射植被指数(NDRE)、绿色植被指数(GNDVI)、标准化植被指数(NDVI)、叶片光谱指数(LCI)和优化土壤调整植被指数(OSAVI)。分别采用逐步回归和Lasso回归2种多元回归模型、随机森林(RF)和支持向量机(SVM)2种机器学习回归模型构建水稻LAI反演跨期与非跨期预测模型,并用决定系数(R~2)与均方根误差(RMSE)对各模型的预测性能进行评价。结果表明,在水稻LAI反演跨期预测模型中,SVM模型整体预测性能较优,其验证集在移栽后跨第56天预测精度最高(R~2为0.562),跨第14天预测精度最低(R~2为0.095);在水稻LAI反演非跨期预测模型中,RF模型整体预测性能较优,其验证集在各生育时期的R~2均在0.562及以上,最高达0.856,预测稳定。总体来看,机器学习回归模型较多元回归模型具备更高的预测性能。此外,水稻LAI反演跨期预测模型虽表现出一定的迁移能力,但不同生育时期差异较大,仍需根据时期特征优化建模策略。
关键词:叶面积指数;;无人机多光谱;;遥感;;反演;;机器学习回归;;多元回归
基金资助:湖南省农业科技创新资金项目(2024CX07)