摘要:高光譜遙感技術(shù)可對作物生長狀況進(jìn)行無損、高效地監(jiān)測,,是推動現(xiàn)代精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必要手段,。以不同施氮水平與覆膜處理下的開花期大豆葉面積指數(shù)(Leaf area index,LAI)為研究對象,,對原始開花期大豆高光譜反射率數(shù)據(jù)進(jìn)行0~2階微分變換處理(步長0.5),,并篩選出各階光譜指數(shù)中與開花期大豆LAI相關(guān)性最高的指數(shù)作為最優(yōu)光譜指數(shù)進(jìn)行輸入,采用支持向量機(jī)(Support vector machine, SVM),、隨機(jī)森林(Random forest,,RF),、遺傳算法優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BP neural network optimized by genetic algorithm, GA-BP)3種機(jī)器學(xué)習(xí)方法構(gòu)建大豆LAI預(yù)測模型。結(jié)果表明:0~2階光譜指數(shù)與大豆LAI相關(guān)系數(shù)平均值分別為0.616,、0.657,、0.666、0.669,、0.658,,相比于原始與整數(shù)階高光譜反射率,分?jǐn)?shù)階微分變換處理后的高光譜反射率構(gòu)建的光譜指數(shù)與開花期大豆LAI具有更強(qiáng)的相關(guān)性,;相關(guān)系數(shù)平均值最高的15階微分處理最優(yōu)光譜指數(shù)波長組合分別為:TVI(687nm,754nm),、DI(687nm,754nm)、SAVI(728nm,738nm),、RI(687nm,744nm),、NDVI(620nm,653nm),其余各階最優(yōu)光譜指數(shù)組合對應(yīng)波段也集中分布于紅邊波段(680~760nm),;隨著微分階數(shù)提高,,光譜指數(shù)與大豆LAI的相關(guān)性和構(gòu)建的預(yù)測模型的精度均呈先升后降的趨勢;當(dāng)輸入變量相同時,,RF為3種機(jī)器學(xué)習(xí)模型中的最佳建模方法,。經(jīng)過綜合比較,以1.5階微分處理得到的最優(yōu)光譜指數(shù)組合作為輸入數(shù)據(jù),,基于RF構(gòu)建的大豆LAI預(yù)測模型取得了最高的精度,,驗(yàn)證集的決定系數(shù)R2為0.880,均方根誤差(RMSE)為0.3200cm2/cm2,,標(biāo)準(zhǔn)均方根誤差(NRMSE)為10.354%,,平均相對誤差(MRE)為9.572%。研究結(jié)果可為提高大豆LAI高光譜反演精度與指導(dǎo)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供理論參考,。