行播是中国水稻种植的重要方式，近几年来，越来越多的植被辐射传输模型被应用于准确描述行播水稻冠层反射特征。本文通过实测的行播水稻田间数据测试和比较4SAIL模型、4SAIL-RowCrop模型以及Ear-Leaf模型在描述行播水稻冠层反射特征上的差异。此外，利用不同生育期和不同品种下实测水稻冠层垂直反射光谱数据对3种模型进行了验证和评价。最终，通过试验测试模型来发现各模型的适用性和缺陷性，综合评价各模型的优缺点，为优化和改进冠层辐射传输模型打下基础。
目录
摘要 3
关键词 3
Abstract 3
Key words 3
引言 3
1 材料与方法 4
1．1 试验设计 4
1．2 数据获取和测试项目 4
1．2．1 冠层光谱反射率测定 4
1．2．2 农学参数测定 5
1．2．3 数据统计 5
1．3 模型参数描述 6
2 结果与分析 6
2．1 水稻冠层垂直光谱反射率的模拟分析 6
2．2 不同生育期水稻冠层垂直光谱的模拟分析 8
2．3 不同品种水稻冠层垂直光谱的模拟分析 9
3 讨论 9
致谢 10
参考文献 11
水稻穗叶复合冠层辐射传输模型的测试与评价
引言
水稻是中国最重要的粮食作物之一。目前，中国的水稻多采用行播方式种植，其在田间多呈垄状分布。因此行播水稻冠层反射光谱也受到了垄向、垄结构、作物几何结构、观测方向、太阳的位置等因素的影响，使行播作物反射表现出明显的非各向同性性质[1]。均匀冠层辐射传输模型较难适用于水平不连续的行播作物[24]，而研究行播作物的辐射传输模型还较少。因此，建立准确有效的冠层辐射传输模型是提高行播作物冠层光谱、农学参数（如叶面积指数、叶绿素含量等）反演精度的重要基础，对作物光能利用和评价研究具有重要意义。
很多学者在行播作物冠层反射模型方面开展了研究。Verhoef和Bunnik等在Suits模型[5]的基础上加入了少数垄几何结构参数，将作物的垄假设为周期性矩形棱柱体，通过改进 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: &351916072& 
间隙率和参数系数实现了行播作物反射率的模拟[6]；之后，Verhoef[710]等建立了SAIL模型，并不断优化和改进模型，如适用于行播作物的4SAIL模型；Jackson等[11]和Kimes[12]将作物的垄简化为实心的无限长箱体，底部紧贴地面且光线不可穿越，初步实现了行播作物几何结构的模拟。然而Kimes模型未考虑垄内间隙率的影响，需要采用“平均”垄宽和垄高来补偿，因此不能直接利用垄宽和垄高实测值来提高模型模拟的精度。另外，Kimes模型主要研究热红外辐射方向特性，缺少对可见光和近红外波段的方向特性系统研究。周凯等[13]以适用于连续植被冠层光谱模拟的4SAIL模型为基础，借鉴Kimes行播作物几何光学模型，融合GeoSail模型中场景反射率合成的思想，构建了适用于行播作物场景反射光谱模拟的冠层辐射传输模型（4SAILRowCrop模型）。赵丽云[14]等将水稻冠层拓展为叶片、光照土壤、阴影土壤、光照稻穗、阴影稻穗等5种组分，利用4SAILRowCrop模型计算土壤组分的几何分量比例；利用稻穗模型计算穗层组分的可视化面积比例，将各类组分反射率按其各自的比例叠加，最终获得水稻冠层的总的场景反射率，从而构建了新的穗叶复合模型(EarLeaf model)。
水稻穗叶复合冠层辐射传输模型可应用于行播水稻在农学指数、光谱指数等上的模拟，为水稻的生长发育提供了监测与指导。本文的目的是，通过测试和比较三种行播水稻冠层辐射传输模型，发现各模型的适用性和缺陷性，综合评价各模型的优缺点，为进一步优化和改良行播水稻冠层辐射传输模型打下基础。
1 材料与方法
1．1 试验设计
试验于2017年在国家信息农业工程技术中心如皋试验示范基地（江苏省如皋市白蒲镇，120°19′E，32°14′N）进行。试验区属亚热带季风性气候，年平均气温14.6℃，年平均降雨量1055.5 mm，其土壤类型为水稻土类灰缠土属厚层灰夹缠土，有机质含量19.95 g∙kg1。供试品种为武运粳24（直立型粳稻）和Ⅱ优728（披散型籼稻），旱地育秧。试验采用裂区设计，施氮水平为主区，种植密度为副区，小区面积为30 m2（5 m×6 m），重复3次，随机区组排列。试验设3个氮肥水平，N1：纯氮0 kghm2，N2：纯氮150 kghm2和N3：纯氮300 kghm2；2个密度处理：D1，行株距40 cm×15 cm；D2，行株距20 cm×15 cm。小区内田埂以塑料薄膜包覆，独立排灌。5月15日播种，6月18日移栽。氮肥分4次施用，基肥：糵肥：促花肥：保花肥为5：1：2：2；磷肥（P2O5）和钾肥（K2O）用量分别为135 kghm2和190 kghm2，全部作基肥一次施用。小区内田埂以塑料薄膜包覆，独立排灌。其它管理同常规高产田。
表1 试验基本信息
Table1 Basic data of different experiments
年份
地点
水稻品种
施氮水平
栽培密度
采样日期
播期
Year
Site
Rice
Nitrogen rate
Planting densites
Sampling date
Planting date
variety
（kg•hm2）
（cm×cm）

原文链接：http://www.jxszl.com/swgc/swgc/561253.html