张潇元，张立福，张霞，王树东，田静国，翟涌光

（1中国科学院遥感与数字地球研究所，北京 100101；2中国地质大学地球科学与资源学院，北京 100083）

不同光谱植被指数反演冬小麦叶氮含量的敏感性研究

张潇元1,2，张立福1，张霞1，王树东1，田静国1，翟涌光1

（1中国科学院遥感与数字地球研究所，北京 100101；2中国地质大学地球科学与资源学院，北京 100083）

【目的】氮素是作物生长发育过程中最重要的营养元素之一，研究叶氮含量反演的有效光谱指标设置，为应用高光谱植被指数反演作物叶氮含量，以及作物的实时监测与精确诊断提供重要依据。【方法】以冬小麦为例，选取涵盖冬小麦全生育期不同覆盖程度225组冠层光谱与叶氮含量数据，通过遥感方法建立模型，模拟了不同光谱指标，即中心波长、信噪比和波段宽度对定量模型的影响，通过模型精度评价指标决定系数（coefficient of determination，R2）、根均方差（root mean square error，RMSE）、平均绝对误差（mean absolute error，MAE）、平均相对误差（mean relative error，MRE）和显著性检验水平（P＜0.01）确定最优模型及最佳指标，分析光谱指标对叶氮含量定量模型反演的敏感性和有效性。【结果】反演冬小麦叶氮含量的最佳植被指数为 MTCI_B，与实测叶氮含量的相关性最好（R2=0.7674，RMSE =0.5511%，MAE =0.4625%，MRE =11.11个百分点，且P＜0.01），对应的最佳指标为中心波长420 nm、508 nm和405 nm，波段宽度1 nm，信噪比大于70 DB；高覆盖状况反演的最优指数为RVIinf_r（R2=0.6739，RMSE =0.2964%，MAE =0.2851%，MRE =6.44个百分点，且P＜0.01），最优中心波长为826 nm和760 nm；低覆盖状况反演的最优指数为MTCI（R2=0.8252，RMSE =0.4032%，MAE =0.4408%，MRE =12.22个百分点，且P＜0.01），最优中心波长为750 nm、693 nm和680 nm；应用最适于高低覆盖的植被指数RVIinf_r和MTCI构建的联合反演模型（R2=0.9286，RMSE =0.3416%，MAE =0.2988%，MRE =7.16个百分点，且P＜0.01），明显优于最佳单一指数MTCI_B；……