基于夏玉米冠层内辐射分布的不同层叶面积指数模拟 - 农业工程学报.PDFVIP

第 31 卷 增刊 1 农 业 工 程 学 报 Vol.31 Supp.1 2015 年 1 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Jan. 2015 221 基于夏玉米冠层内辐射分布的不同层叶面积指数模拟 1,2 1※ 2 3 3 汪 涛 ，黄文江 ，董 斌 ，刘镕源 ，杨贵军 （1. 中国科学院遥感与数字地球研究所，数字地球重点实验室，北京 100094 ； 2. 安徽农业大学理学院，合肥 230036 ； 3. 北京农业信息技术研究中心，北京 100097 ） 摘 要：为了模拟夏玉米冠层内各层叶面积指数垂直分布，光合有效辐射（photosynthetically active radiation, PAR ） 是研究作物群体光合作用和长势的重要特征参数，阐明冠层内PAR 的垂直分布规律与冠层结构等参数之间的相关 关系，可为遥感定量反演冠层结构参数提供模型基础。该文基于 PAR 在冠层内的辐射传输规律结合冠层结构模拟 不同太阳高度角的 PAR 透过率垂直分布模型，并用地面冠层分析仪测量值进行验证，结果表明模型对封垄前玉米 抽雄期冠层内 PAR 透过率垂直分布模拟精度较高。通过不同太阳高度角 PAR 透过率的垂直分布模型结合消光系 数运用不同算法分别反演层叶面积指数（leaf area index, LAI ），并与不同高度层LAI 实测值进行比较。结果显示： Bonhomme Chartier 算法反演不同高度层 LAI 精度较高，上层均方根误差 （root mean square error ，RMSE ）为 0.18, 中层RMSE 为 0.55，下层RMSE 为 0.09 。不同太阳高度角反演结果存在差异，30°和 45°高度角均能较好地反演下 层 LAI ，RMSE 分别为 0.11 与 0.09 ；30°高度角反演中层 LAI 精度较高，RMSE 为 0.30 ；45°高度角反演上层 LAI 精度较高，RMSE 为 0.18 。结果表明基于不同太阳高度角构建的层 LAI 反演模型更适于实现夏玉米不同高度层 LAI 的遥感估算。该研究可为模拟垄行结构冠层内LAI 垂直分布提供参考。 关键词：遥感; 农作物；辐射；夏玉米；光合有效辐射透过率；垂直分布；层叶面积指数 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2015.z1.026 中图分类号：S127 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2015)- Supp.1-0221-09 汪 涛，黄文江，董 斌，等. 基于夏玉米冠层内辐射分布的不同层叶面积指数模拟[J]. 农业工程学报，2015， 31(增刊1)：221－229. Wang Tao, Huang Wenjiang, Dong Bin, et al. Leaf area index simulation of different layers in summer maize canopy based on photosynthetically active radiation vertical distribution model [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(Supp.1): 221 －229. (in Chinese with English abstract)