玉米叶片重金属铜污染的EDTDSGA光谱分析模型.PDFVIP

２０１７年 ４月 农 业 机 械 学 报 第 ４８卷 第 ４期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１７．０４．０２０ 玉米叶片重金属铜污染的 ＥＤ Ｔ ＤＳＧＡ光谱分析模型 杨可明　张文文　程　龙　王晓峰　赵骏武 （中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院，北京 １０００８３） 摘要：监测农作物的重金属污染和污染程度是高光谱遥感研究的一个热点。通过盆栽玉米的不同 Ｃｕ２＋胁迫梯度 实验，在测定玉米叶片光谱和 Ｃｕ２＋含量的基础上，针对不同 Ｃｕ２＋胁迫梯度下玉米叶片光谱仍具有极高相似度以及 传统光谱测度方法难以区分污染程度的问题，进行相似光谱的差异性有效区分方法研究。结合欧氏距离 （ＥＤ）与 光谱微分梯度角（ＤＳＡＧ）的正切处理，提出了一种基于光谱相似性测度的 ＥＤ Ｔ ＤＳＧＡ光谱分析模型，并通过传 统光谱测度方法应用比较、谐波分析（ＨＡ）技术和 ５种 ＨＡ分解次数下的光谱重构结果分析，验证了 ＥＤ Ｔ ＤＳＧＡ 分析模型在区分极度相似光谱的微小差异上具有可行性与有效性。同时，ＥＤ Ｔ ＤＳＧＡ分析模型可用于测度不 同 Ｃｕ２＋胁迫梯度下玉米叶片光谱间差异与污染程度。实验结果表明，ＥＤ Ｔ ＤＳＧＡ分析模型值越大，Ｃｕ２＋胁迫梯 度越大，玉米的重金属铜污染越严重；并且基于 ＥＤ Ｔ ＤＳＧＡ分析模型进一步提取到“黄边”、“红谷”、“红边”和 “近峰 Ｂ”为 Ｃｕ２＋胁迫光谱响应的有效波段，这些敏感位置可为监测 Ｃｕ２＋污染程度提供有利依据。 关键词：盆栽玉米；铜胁迫；重金属污染；叶片光谱；光谱分析模型 中图分类号：ＴＰ７５ 文献标识码：Ａ 文章编???：１０００１２９８（２０１７）０４０１５４０６ ＥＤ Ｔ ＤＳＧＡ ＳｐｅｃｔｒａｌＡｎａｌｙｓｉｓＭｏｄｅｌｏｎＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ＨｅａｖｙＭｅｔａｌＣｏｐｐｅｒＰｏｌｌｕｔｉｏｎｏｆＣｏｒｎＬｅａｖｅｓ ＹＡＮＧＫｅｍｉｎｇ　ＺＨＡＮＧＷｅｎｗｅｎ　ＣＨＥＮＧＬｏｎｇ　ＷＡＮＧＸｉａｏｆｅｎｇ　ＺＨＡＯＪｕｎｗｕ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＳｕｒｖｅｙｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｎｈｅａｖｙｍｅｔａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎａｎｄｐｏｌｌｕｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅｏｆｃｒｏｐｓｉｓａｈｏｔｓｐｏｔｉｎｈｙｐｅｒｓｐｅｃｔｒａｌ ｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｂｙｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｔｈｅｐｏｔｔｅｄｃｏｒｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｔｒｅｓｓｅｄｂｙｃｏｐｐｅｒ，ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆ ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｓｐｅｃｔｒａａｎｄＣｕ２＋ ｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｃｏｒｎｌｅａｖｅｓｕｎｄｅｒＣｕ２＋ ｓｔｒｅｓｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ， ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｓｉｍｉｌａｒｓｐｅｃｔｒａａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅ ｔｈｉｎｋｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｃｏｒｎｌｅａｖｅｓ’ ｓｐｅｃｔｒａｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＣｕ２＋ ｓｔｒｅｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｓｔｉｌｌｈ