河南农业科学 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (10): 142-153.DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2026.10.014
洪伟民1,胡彬1,赵树德1,马婉粤1,揭文光1,叶长义1,张鑫2,李庆3,江杰3
Hong Weimin1,Hu Bin1,Zhao Shude1,Ma Wanyue1,Jie Wenguang1,Ye Changyi1,Zhang Xin2,Li Qing3,Jiang Jie3
摘要: 为实现烟草关键化学品质指标的高效无损监测,以江西省抚州市棠阴烟站为试验地点,以云烟87与ZY157品种为试验材料,设置5个施氮水平(0、105.0、127.5、157.5、180.0 kg/hm2)。于烟草关键生育时期,利用大疆精灵4与Mavic 3T无人机分别获取多光谱、RGB影像及三维点云数据,并从中提取光谱植被指数、颜色指数、纹理特征与三维结构特征。基于随机森林(RF)、最小绝对收缩和选择算子(LASSO)回归及偏最小二乘回归(PLSR)算法,构建烟草烟碱、氮、钾等化学成分的无损监测模型。结果表明,红边优化土壤调节植被指数(REOSAVI)与烟碱、氮、钾含量具有更高的相关性,相关系数(r)绝对值为0.68~0.86。相较于单一特征模型,多源特征融合模型显著提升了模型预测精度。在氮含量监测中,纹理特征组合表现最优(R²=0.89);而对于烟碱与钾含量的监测,4类特征融合模型效果最佳,R²达0.88~0.89,均方根误差(RMSE)为0.22%~0.31%。模型算法对比显示,RF与LASSO在拟合与监测能力上均优于PLSR,其中,LASSO在多特征融合建模中表现最为稳健。基于最优模型绘制的品质空间分布图,清晰地揭示了不同施氮处理下烟草化学品质的空间分异规律。综上,融合多源无人机遥感特征并结合机器学习算法构建模型,可有效提升烟草化学品质指标的监测精度,为烟草品质动态监测、精准施肥与田间智慧管理提供可靠的技术支持。
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