生态学杂志 ›› 2025, Vol. 44 ›› Issue (4): 1306-1313.doi: 10.13292/j.1000-4890.202504.003
李军玲1,李梦夏1,熊坤2,田宏伟1,张渝晨1,3,余卫东1*
LI Junling1, LI Mengxia1, XIONG Kun2, TIAN Hongwei1, ZHANG Yuchen1,3, YU Weidong1*
摘要: 冬小麦叶面积指数(LAI)的动态变化,可用于其长势监测和估产。针对目前地面观测数据和卫星数据的尺度不匹配易引起的尺度效应,以及常用的多光谱数据相对高光谱数据的弱敏感性,为有效利用高光谱信息,优选出最佳波段进而构建LAI估算模型以提高LAI估测精度,本文引入无人机高光谱数据作为地面观测和卫星数据的桥梁进行相关研究。实验获取了冬小麦返青期地面实测LAI数据、无人机高光谱数据、高分一号卫星(GF-1)数据。在此基础上,首先对高光谱数据进行不同形式的特征变量变换和计算。通过建立感兴趣区,计算得到和地面观测尺度一致的无人机影像像元。最后进行同尺度下多个植被指数及光谱变换形式和LAI的相关性分析,筛选LAI敏感波段或指数,开展基于无人机和GF-1卫星的不同尺度下冬小麦LAI反演。结果表明:冬小麦LAI敏感波段或指数为635、655、693、704、714、721、724、763、806、813、900和936 nm一阶导,714、717、763、767、784、806、813、900、903和936 nm二阶导以及敏感光谱指数SDy、DVI、MSAVI2、NLI和SAVI,并利用多元逐步回归、偏最小二乘法、岭回归等构建无人机高光谱影像LAI反演模型,通过精度比较认为岭回归建模最优;基于升尺度方法建立了GF1冬小麦LAI估算模型,并将模拟结果作为相对真值对LAI遥感反演产品进行了真实性检验,FY3_1KM_LAI产品和GF_1KM_LAI产品相关系数达到0.787,说明FY3_LAI产品和相对真值有很强的相关性,可以用于日常业务服务和科研中。本文通过尺度扩展分析不同数据来源下反演模型精度,探讨不同遥感信息源在估算冬小麦LAI方面的能力,对作物管理提供科学指导,也为精准农业研究提供理论依据。