利用从 LANDSAT-8 和 SENTINEL-2 提取的光谱指数估算牧草玉米(Zea mays L.)

Bonifacio Cano-Mejía, R. D. Valdez-Cepeda, Armando López-Santos
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El estudio se realizó en el ciclo PV-2019 con mediciones morfológicas en distintas etapas de crecimiento del MF y mediante muestreos aleatorios destructivos a los 72 dds para determinar magnitud de biomasa en laboratorio; los datos de biomasa se relacionaron con valores de reflectancia e IV de LANDAT-8 y SENTINEL-2 para estimar rendimiento mediante regresión lineal múltiple; ocho IV (NDVI, TVI TTVI, RDVI, RVI, RATIO, SAVI, MSAVI2) se evaluaron mediante evaluaciones cruzadas con base en estadísticos clave. Los resultados del análisis de regresión múltiple indicaron que el mejor modelo (R2 = 0.66) se obtuvo con datos de imágenes SENTINEL-2 a partir de las bandas 3 (α3 = 0.54-0.57 µm) y 8 (α8= 0.78-0.90 µm) con estimadores βi muy significativos (P < 0.05); RDVI presentó el mejor desempeño debido a una buena relación espacial entre los valores digitales ráster y la producción de biomasa verde producida con una asociación del 75.41%; en tanto que los indicadores estadísticos fueron R2= 0.75 y CME=17; con ambos recursos (Modelos de Regresión Múltiple e IV) se pronosticó el rendimiento a los 72 dds en un rango de 10.7 – 57.01 Mg ha-1. 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摘要

基于光谱指数的作物估测是农业相关人员的一个重要决策工具;然而,其实用性仍存在许多问题。本研究的目标是:1)利用 LANDSAT-8 和 SENTINEL-2 图像将饲用玉米(FM)的辐射特性与生物量生产联系起来;2)选择性能最佳的植被指数(VI),为类似条件下的 FM 产量建模。该研究在 PV-2019 周期进行,在不同的调频生长阶段进行形态测量,并在 72 dds 时进行破坏性随机取样,以确定实验室中的生物量大小;生物量数据与来自 LANDSAT-8 和 SENTINEL-2 的反射率和 IV 值相关联,以通过多元线性回归估算产量;根据关键统计数据,通过交叉评价评估了八个 IV(NDVI、TVI、TTVI、RDVI、RVI、RATIO、SAVI、MSAVI2)。多元回归分析的结果表明,SENTINEL-2 第 3 波段(α3 = 0.54-0.57 µm)和第 8 波段(α8 = 0.78-0.90 µm)的图像数据获得了最佳模型(R2 = 0.66),其 βi 估计值非常显著(P < 0.统计指标为 R2= 0.75 和 CME=17;使用这两种资源(多元回归模型和 IV)预测 72 dds 的产量范围为 10.7 - 57.01 Mg ha-1。结论是,作为作物评估和生物量估算的免费工具,SENTINEL-2 的时空分辨率高于 LANDSAT-8。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Estimación de Cosecha de Maíz Forrajero (Zea mays L.) Mediante Índices Espectrales Derivados de LANDSAT-8 y SENTINEL-2
La estimación de cosecha basada en índices espectrales conforma un elemento de decisión importante para quienes participan en la actividad agrícola; sin embargo, muchas interrogantes sobre su utilidad aún persisten. Los objetivos de esta investigación fueron: 1) relacionar propiedades radiativas del maíz forrajero (MF) y producción de biomasa mediante imágenes LANDSAT-8 y SENTINEL-2; y 2) seleccionar el índice de vegetación (IV) con mejor desempeño que permita modelar el rendimiento del MF para condiciones similares. El estudio se realizó en el ciclo PV-2019 con mediciones morfológicas en distintas etapas de crecimiento del MF y mediante muestreos aleatorios destructivos a los 72 dds para determinar magnitud de biomasa en laboratorio; los datos de biomasa se relacionaron con valores de reflectancia e IV de LANDAT-8 y SENTINEL-2 para estimar rendimiento mediante regresión lineal múltiple; ocho IV (NDVI, TVI TTVI, RDVI, RVI, RATIO, SAVI, MSAVI2) se evaluaron mediante evaluaciones cruzadas con base en estadísticos clave. Los resultados del análisis de regresión múltiple indicaron que el mejor modelo (R2 = 0.66) se obtuvo con datos de imágenes SENTINEL-2 a partir de las bandas 3 (α3 = 0.54-0.57 µm) y 8 (α8= 0.78-0.90 µm) con estimadores βi muy significativos (P < 0.05); RDVI presentó el mejor desempeño debido a una buena relación espacial entre los valores digitales ráster y la producción de biomasa verde producida con una asociación del 75.41%; en tanto que los indicadores estadísticos fueron R2= 0.75 y CME=17; con ambos recursos (Modelos de Regresión Múltiple e IV) se pronosticó el rendimiento a los 72 dds en un rango de 10.7 – 57.01 Mg ha-1. La conclusión es que SENTINEL-2 superó a LANDSAT-8 como herramienta libre para la evaluación de cultivos y estimación de biomasa debido a una mejor resolución espacial y temporal.
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