马龙飞，胡乃月，李 伟，秦伟龙，黄收兵，王志敏，李 斐，于 康

    (1 中国农业大学农学院，北京 100094；2 内蒙古农业大学草原与资源环境学院，内蒙古呼和浩特 010018；3 慕尼黑工业大学生命科学学院，德国弗赖辛 D-85354)

    世界上有近1/3的地区属于干旱和半干旱地区，这些地区的作物生长受到水分供应不足的限制，即使在部分水分供应充足的地区，作物生长偶尔也会受到干旱影响[1]。我国作为世界谷物生产第一大国，玉米生产遍布全国31个省市，其产量位居世界第二位[2-5]。我国玉米主要分布在干旱和半干旱地区[4]，玉米生长过程中需要进行人工灌溉以保证玉米的水分需求。我国水资源仅占全球水资源的6%，农业又是我国用水最多的产业，农业用水超过全国用水量的60%[6]。目前大田作物栽培中普遍缺乏科学的田间水分管理。传统的漫灌模式在满足作物生长发育需水量的同时，往往因过量灌溉造成水资源浪费。近年来发展的滴灌模式依靠滴灌带对田间作物进行灌溉，在保证了作物需水量的同时又节约了水资源[7]。但是，田间铺设滴灌带操作较为复杂，成本也较高，限制了滴灌技术在大田生产中的大面积推广和应用。因此，在大田作物生长中实现合理灌溉和水资源的高效利用，不仅需要经济高效的灌溉技术，同时也需要经济高效的监测方法来准确评估作物干旱发生情况、水分需求以及其大田空间变异。

    在玉米干旱胁迫研究中叶片色素含量和比叶面积等参数常被用作表征作物干旱状况的参考指标[8-9]。叶绿素在光合作用过程中参与光吸收，在受到干旱胁迫时叶片叶绿素含量会降低，削弱了光合作用，从而导致干物质生产能力的下降[10]。比叶面积反映了叶片的单位生物量所产生的叶面积，一定程度上可以反映叶片对光截获的能力强弱和在强光下叶片的自我保护能力[11-12]。Wellstein等[13]研究指出草本开花植物的比叶面积在地中海气候条件下会随着干旱状况的加重而呈下降的趋势。也有研究表明，对于禾本科作物，干旱会导致叶片面积和叶片干重同步下降[14]。干旱条件下作物水分供应不足，叶片面积减小，与水分供应良好的情况相比，水分胁迫下作物叶片所占的生物量比例变小，叶片变厚[15]。目前大多数田间试验都是依靠传统人工取样测定色素含量、叶面积等，但是人工监测的方法费时费力，很难达到规模化、实时监测的目的。

    无人机(unmanned aerial vehicle，UAV)作为一种新型的遥感平台，具有灵活性和高分辨率的特点，在适宜的天气条件下可以快速和准确地获取作物生长状态信息[16-17]。早在20世纪90年代无人机就已经被广泛应用于农业生产管理[18] ......