基于无人机热红外遥感的夏玉米蒸散量估算及其影响因子

基于无人机热红外遥感的夏玉米蒸散量估算及其影响因子

论文摘要

农田蒸散量(ET)是土壤—作物—大气连续体水分运移的关键参数,与作物生理活动和产量有着极为密切的关系,准确实时估算田间作物蒸散量对研究作物生长发育至关重要。基于无人机热红外传感器反演夏玉米的冠层温度,基于反演的冠层温度构建夏玉米蒸散模型(ETd,t)并验证了模型反演作物蒸散量的精度,分析了ETd,t相关影响因子。结果表明:以热红外冠层温度作物蒸散模型计算的ETd,t最低值出现在幼苗期为3.42 mm/d,最高值出现在灌浆期为10.94 mm/d,并与涡度相关实测值ETd,e、FAO Penman-Monteith模型计算值ETd,f进行验证,在P<0.01水平上呈显著线性关系(R2=0.739、0.742,RMSE=0.676、0.109 mm/d),ETd,t估算精度达到80%以上。ETd,t的计算受日净辐射、风速、气温、降雨等气象因子影响,不同气象条件的ETd,t不同。叶面积指数(LAI)为夏玉米农田最主要的生物因子,LAI与ETd,t呈线性正相关关系(R2=0.700),空气动力学阻抗(ra)是最主要的环境驱动因子,ra与ETd,t呈线性负相关关系(R2=0.696)。随着植被覆盖度(NDVI)的变化,ETd,t呈现相同变化趋势(R2=0.656)。因此,基于无人机热红外反演的冠层温度计算的(ETd,t)能较好的反映田间夏玉米蒸散变化过程,从而为利用无人机热红外遥感估算作物蒸散量提供了科学依据。

论文目录

  • 0 引 言
  • 1 材料与方法
  •   1.1 试验地概况
  •   1.2 实验观测数据
  •     1.2.1 冠层热红外影像
  •     1.2.2 其他数据
  •       (1)田间尺度日蒸散量(ETd,e)实测值的获取。
  •       (2)夏玉米株高的测量。
  •       (3)多光谱数据的获取。
  •       (4)气象数据采集。
  • 2 研究方法
  •   2.1 数学模型
  •     2.1.1 基于冠层温度的作物蒸散模型
  •     2.1.2 涡度相关法
  •     2.1.3 Penman-Monteith法
  •   2.2 冠层热红外影像预处理
  • 3 结果与分析
  •   3.1 生育期内热红外冠层温度分布情况
  •   3.2 蒸散量ETd,t的估算
  •   3.3 蒸散量ETd,t与影响因子
  •     3.3.1 蒸散量ETd,t与株高、日净辐射Rnd、风速W、空气动力学阻抗ra
  •     3.3.2 蒸散量ETd,t与叶面积指数LAI
  •     3.3.3 蒸散量ETd,t与归一化植被指数NDVI
  • 4 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 段晨斐,胡振华,魏征,张宝忠,陈鹤,李荣

    关键词: 蒸散量,夏玉米,无人机,热红外图像,影响因子

    来源: 节水灌溉 2019年12期

    年度: 2019

    分类: 农业科技

    专业: 农业基础科学,农作物

    单位: 山西农业大学林学院,中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,国家节水灌溉北京工程技术研究中心

    基金: 国家重点研发计划课题项目(2017YFC0403202),优秀青年科学基金项目(51822907),中国水利水电科学研究院基本科研业务费专项(0145B102019)

    分类号: S513;S127

    页码: 110-116

    总页数: 7

    文件大小: 3111K

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