第30卷，第5期 2010年5月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.30,No.5,pp1295-1300
May,2010
基于机载高光谱成像的柑橘产量预测模型研究
叶旭君，KenshiSakai?，何勇1.
1.浙江大学生物系绕T.程与食品科学学院，浙江杭州310029 2.东京农工大学农学部，东京183-8509，日本
摘要果树的隔年结果现象严重影响果阅的果实产量和经济效益。选择受隔年结果现象影响较为严重的柑橘作为研究对象，运用机载高光谱成像仪在较早生长季节（2003年4、5、6月）获取柑橘果树的高光谱图像，利用偏最小二乘回归(PLS)确定基于高光谱图像数据的模型预测变量，建立柑橘产量的多元线性间归(MLR)和人工神经网络(ANN)预测模型。研究结果表明，利用5月份获得的高光谱图像建立的模型具有最
研制和开发基于高光谱成像技术的相橘产量预测方法提供了重要的理论和技术基础。关键词柑橘；PLS；MLR；ANN；预测模型；变量技术；精细农业
中图分类号：S127
引言
文献标识码：A
DOl: 10.3964/j.issn.1000-0593(2010)05-1295-06
Rodrigucz等研究发现小麦的通感光谱数据与其产量星显著相关"，Goel等与Uno等利用机载光谱图象数据计算出儿个植被指数(Vegetationindex)用以估算玉米的产量，并获得
果树的隔年结果现象对果园的果实产量和经济效益有梭大的影响。合理运用多种控制方法，并制定相应的肥水管理措施，可有效防止隔年结果现象门。然面每棵果树均作为独立的个体存在隔年结果现象，传统的果园管理方法，无法满足不同果树个体因隔年结果趋势差异及对各种控制方法和管理措施的需求。另一方面，大多数果园都采用均一管理方式，没有考患到不同区块的空间变异性，导致部分果树的施肥量过高或过低。而成功应用各种隔年结果控制方法和肥水管理措施的关键是获得每棵果树个体的产量信息，并以此为依据，针对果树个体制定相应的隔年结果控制方法和肥水管理措施。这种变量技术（Variableratetechnology），可以增加果园盈利，同时减少化肥的过量应用，降低污染地下水的风险。
遥感光谱数据与多种作物的生物物理和生理参数密切相关，主要包括叶面积指数（LAD)、叶片绿色度、株高、叶片氮含量、叶绿素含量、水分含量等[38)，因此，利用通感图像可以评价作物的生长发育状况，进面对作物进行精细化的管理和作业。近几年，遥感技术也被应用于作物的产量预测。 Yang等通过比较机载高光谱数据与产量的监测数据，发现棉花和高的产量与其高光谱反射数据呈显著正相关[9，1]。
收稿日期：2009-08-09，修订日期：2009-11-12
厂较准确的预测结果。上述研究主要是基于传感器或成像仪能够识别作物多种生物物理和生理特性的能力，建立这些特性变量与作物产量直接或间接的相关关系，能在一定程度上反映作物的产量水平。另一方面，作物光谱数据的获得时间也决定作物产量预测的准确性("4.1]。因此，需要针对不同农作物确定相应的光谱适宜采集时期，才能获得准确的产量预测结果。
本研究选择受隔年结果现象影响较为严重的柑橘作为研究对象，运用机载高光谱成像仪获取柑精的高光谱数据，利用偏最小二乘回归（Partial leastsquareregression）确定模型的预测变量，并采用多元线形回归（Multiplelinearregres-sion)和人工神经网络（Artificial neural networks)方法建立.基于通感光谱数据的柑橘产量预测模型。在较早季节获得的相橘预测产景，可用于准确判断柑橘不同个体的隔年结果趋势，为制定每棵果树的合理隔年结果控制方法和肥水管理措施提供了重要依据。
材料"方法
1 1.1
研究地概况
基金项目：日本科学振兴会(JSPS)项目(2110，14360148，15658074)资助
作者简介：叶旭君，1971年生，浙江大学生物系统工程与食品科学学院助理研究员
*通讯联系人
万方数据
e-mail:yhe@zju. edu. cn
e-mail;yezising@zju. edu. cr