氮素胁迫下冬小麦株高特征优选与地面分辨率效应分析OA

针对在氮素胁迫条件下,冬小麦株高提取特征的适宜性和不同地面分辨率条件对株高提取精度的影响规律尚不明确的问题,以不同氮素处理水平下的冬小麦为研究对象,于拔节期至灌浆期5个关键生育时期同步获取无人机遥感影像与田间株高实测数据;基于各生育期数字表面模型与播后裸土数字地形模型构建作物表面模型,并提取其高程累计概率分布的第90、95、97、98、99、100分位数作为株高提取特征(分别记作PH_(90)、PH 95、PH_(97)、PH_(98)、PH_(99)、PH_(100)),系统分析了不同株高提取特征、不同地面分辨率条件和不同氮素胁迫水平对冬小麦株高提取精度的影响。结果表明,PH_(100)具有最高株高提取精度,在0.4 cm地面分辨率下,其决定系数R^(2)、均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)和平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)分别为0.90、4.76 cm和3.66 cm;随着无人机影像地面分辨率降低,冬小麦株高提取精度整体下降,综合图像采集与处理成本,0.8 cm为研究场景下较优地面分辨率对应R^(2)为0.91,RMSE和MAE分别为4.76 cm和3.67 cm;严重氮素亏缺会降低基于无人机遥感的冬小麦株高估计精度,且该现象随CSM高程累计概率分布分位数降低而更加明显,在0.4 cm地面分辨率下,分别以PH_(90)~PH_(100)为提取特征时,N0处理下小麦株高平均绝对提取误差由17.4 cm降至5.5 cm。研究结果可为不同场景下冬小麦株高的高效、精准估计提供技术支撑。