草坪色泽是草坪观赏价值的最直接体现.探索基于高光谱的草坪草叶绿素含量的估算和反演对草坪质量评定具有重要意义.以3种常用草坪草种——"红象"高羊茅(Festuca arundinacea cv.Hongxiang)、"百灵鸟"多年生黑麦草(Lolium perenne cv.Bailingniao)和"肯塔基"草地早熟禾(Poa pratensis cv.Kentucky)为试样,通过盆栽实验,在草坪草生长旺盛期,使用SOC710VP成像光谱仪和TYS-A3500叶绿素仪分别测定了草坪草冠层光谱数据和叶绿素相对含量(SPAD),并通过Person相关系数分析了原始SPAD,1/SPAD和log(1/SPAD)与10个植被指数:GI(绿度植被指数)、ARVI(大气阻抗植被指数)、VARI(可视化气压阻抗指数)、NDVI705(归一化植被指数705)、MSR705(改进红边比值植被指数)、NDVI670(归一化植被指数670)、CI(叶绿素指数)、PSRI(植被衰减指数)、RGI(相对绿色指数)和EVI(增强植被指数)的相关性,筛选与叶绿素相关性较高的高光谱波段植被指数,构建植被指数反演叶绿素含量模型,最后通过精度检验,筛选最优草坪草叶绿素估算模型.研究结果如下:(1)不同草坪草光谱曲线整体趋势相差不大,但不同种间反射率(REF)还是有所区别.在730～1000 nm波段,"百灵鸟"多年生黑麦草与"红象"高羊茅REF差异不大,但"肯塔基"草地早熟禾REF较高,光谱特征更为明显;(2)10个植被指数中,VARI,RGI和PSRI与草坪草3个叶绿素指标极显著相关,相关系数R2绝对值均大于0.65,可作为首选植被指数进行草坪草叶绿素含量估算;(3)植被指数与叶绿素指标逐步回归分析发现,单因素回归模型中,利用VARI,RGI和PSRI估算1/SPAD的模型决定系数R2均在0.6以上,普遍高于SPAD与log(1/SPAD)的估算模型;而多元线性回归中,10个植被指数中,RGI与叶绿素指标1/SPAD所构建的模型决定系数R2同样最高,为0.817,说明SPAD倒数形式适用于草坪草叶绿素反演;(4)选择决定系数较高(>0.7)的模型进行精度检验,筛选的最优的草坪草叶绿素指标反演模型为:y1/SPAD=0.161xRGI+0.007xGI-0.054(R2=0.817,RMSE=0.023).
高光谱 草坪草 叶绿素 植被指数 模型