基于CGMD402的水稻生长指标光谱监测模型研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1. 国内外研究概况相对于被动光源式作物生长监测设备受环境光源的限制[1-2]，主动光源式作物生长监测设备使用更具有灵活性，不受外界干扰、工作范围大，在国内外应用较为广泛。

1.1 国外研究进展国外主动光源式作物生长监测设备主要有：美国trimble 公司生产的greenseeker手持式光谱仪、美国holland scientific公司生产的crop circle acs-470手持式光谱监测仪、德国yara公司生产的n-tester、日本topcon公司生产的cropspec地物光谱仪、美国holland scientific公司研制的rapidscan cs-45等。

美国trimble公司研发的greenseeker hand-held unit型光谱仪是一种非接触、主动式光谱仪。

2. 研究的基本内容和问题

1.研究目标研究水稻生长指标与cgmd402作物生长检测仪测量所得光谱植被指数间的定量关系2.研究内容2.1 不同品种和不同氮素栽培条件下水稻生长指标以及植被指数变化规律。

2.2 构建基于光谱植被指数的水稻生长指标监测模型。

3.拟解决的关键问题作物生长光谱模型的普适性。

3. 研究的方法与方案

1. 研究方法1.1 光谱数据测定cgmd402作物生长监测诊断仪可实时、快速、无损、准确测量水稻冠层光谱反射率（815nm，730nm），利用cgmd402作物生长监测诊断仪，于水稻分蘖期、分蘖末期、拔节初期、拔节期、孕穗期、灌浆期对不同施氮水平的水稻冠层光谱进行测试，得到基于cgmd402作物生长监测诊断仪的水稻冠层光谱归一化差值植被指数（ndvi）、比值植被指数（rvi）和sr植被指数。

其中，归一化植被指数（ndvi）、比值植被指数（rvi）和植被指数（sr）计算公式见附件1。

1.2 农学参数测定于水稻分蘖期、分蘖末期、拔节初期、拔节期、孕穗期、灌浆期等6个生育时期，每个小区取代表性的三穴，取样后，根据植株器官发育情况，将样品植株分离为叶、茎鞘和穗，利用美国lai3000c型叶面积仪测量样品的叶面积，通过所取样品占整个小区面积的比例换算得到整个小区的叶片总面积，计算得到整个小区的叶面积指数；在120 ℃杀青30分钟，80 ℃烘至恒量后称量，然后计算各器官单位土地面积的干物质量；样品粉碎后，采用凯氏定氮法测定叶片氮含量（lnc），植株叶片氮积累量lna（g.m-2）= 叶片氮含量 lnc（%） 叶片干重ldw（g.m-2）。

4. 研究创新点

通过设置南粳9108、连粳10等不同品种及不同氮肥处理的水稻田间试验，构建基于CGMD402作物生长监测诊断仪的水稻生长普适性、稳定性的光谱监测模型。

5. 研究计划与进展

1.2016年3月-6月：完成前期准备工作，查阅文献资料，规划实验思路，了解国内外植物光谱测量设备发展现状，学习CGMD402、ASD等仪器的使用方法；2.2016年7月-9月上旬：前往江苏省淮安市水稻示范园区进行实验，完成光谱数据和农学参数的测定和测量工作；3.2016年9月中旬-11月：查阅文献资料，学习数据处理方法，对数据进行处理和整理，完成模型建立大部分工作；4.2016年12月-2017年1月：撰写开题报告，准备中期检查；5.2017年2月-2017年4月：撰写毕业论文初稿；6.2017年4月-2017年6月：撰写毕业论文，准备答辩。