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氮肥的合理管理是现代农业的先决条件,只有在充足的氮供应情况下,才能获得优质小麦和最佳产量。为实现冬小麦氮素营养的快速、无损监测,本研究通过无人机搭载多光谱相机获取30m冬小麦主要生育期冠层多光谱影像,探究了无人机多光谱提取的多源信息对冬小麦植株氮积累量估算模型的影响;其次,通过获取不同高度（飞行高度在30、60、90m,分辨率在1.05～3.26cm之间）无人机影像植被指数、纹理特征进一步探讨了无人机飞行高度对冬小麦植株氮积累量估算模型的影响;最后,为实现区域范围植株氮积累量监测,通过对比30m无人机多光谱与国产GF-2号卫星两种遥感数据对冬小麦植株氮积累量估算结果,探讨无人机多光谱构建的植株氮积累量估算模型在GF-2号影像中的适用性。通过以上研究为田块尺度以及区域尺度冬小麦植株氮积累量监测提供技术支撑。本研究主要结果如下:（1）基于冬小麦拔节期、开花期和灌浆期30m无人机多光谱影像,提取数字正射影像的光谱信息（主要包括冠层反射率和植被指数）与纹理特征,并结合数字表面模型提取的株高信息,利用多元线性回归、偏最小二乘回归和BP神经网络方法构建冬小麦植株氮积累量估算模型,探讨不同数据源信息对冬小麦植株氮积累量估算的影响。光谱信息、纹理特征和提取株高与冬小麦植株氮积累量均存不同程度相关性。使用数字正射影像信息进行冬小麦植株氮积累量估算时,光谱信息+纹理特征构建的冬小麦植株氮积累量估算模型R~2、RMSE和RPD范围分别在0.712～0.824、0.305～2.233 g/m~2和1.860～3.331,优于单一光谱特征和纹理特征,其中开花期BP神经网络模型效果最好（模型R~2=0.824、RMSE=0.305 g/m~2、RPD=3.331）,结合提取株高对冬小麦植株氮积累量估算时,模型估算精度提高,其中纹理特征+提取株高提高最明显。光谱信息+纹理特征+提取株高在开花期构建的BP神经网络模型估算效果最好（模型R~2=0.828、RMSE=0.154 g/m~2、RPD=3.399）。充分利用数字正射影像和数字表面模型两种数据源信息,结合机器学习算法,构建冬小麦主要生育期植株氮积累量估算模型,可以有效提高冬小麦植株氮积累量估算效果,为农民及时调整作物投入做出特定地点的管理决策,保证粮食安全具有重要意义。（2）通过设置30、60、90m飞行高度获取冬小麦拔节期、开花期、灌浆期不同分辨率的无人机遥感影像,探索无人机飞行高度对冬小麦植株氮积累量预测模型的影响。基于筛选出的植被指数和纹理特征,采用偏最小二乘回归和BP神经网络法建立了植被指数、纹理特征与植被指数+纹理特征的冬小麦植株氮积累量预测模型,并将模型在不同高度进行交叉验证,采用R~2、RMSE和RPD指标对模型的稳定性进行了分析。结果表明,2种方法均是30m高度下的遥感影像提取的植被指数、纹理特征、植被指数+纹理特征建立的预测模型稳定性最好,3种建模信息构建的模型验证时的R~2、RMSE、RPD范围分别为0.517～0.842、1.274～4.157 g/m~2、1.372～3.050。BP神经网络在3种建模信息下构建的模型稳定性整体优于偏最小二乘回归,验证模型的R~2、RPD提高范围分别为0.009～0.388、0.046～1.438,RMSE下降范围为0.079～8.527 g/m~2。3个高度植被指数、纹理特征、植被指数+纹理特征植株氮积累量预测模型稳定性顺序:植被指数+纹理特征＞植被指数＞纹理特征。融合多高度遥感影像的植被指数、纹理特征、植被指数+纹理特征进行植株氮积累量预测可以提高估算精度（模型R~2、RMSE、RPD范围分别为0.867～0.937、1.320～1.611 g/m~2、3.368～3.810）。因此,在兼顾效率与精度的情况下,适当提高无人机飞行高度,综合利用植被指数和纹理特征可以对植株氮积累量达到较好的预测效果。（3）GF-2号卫星影像因其亚米级的分辨率为冬小麦长势监测提供了重要技术手段,要实现大范围的冬小麦植株氮积累量精准监测就需要丰富的地面数据进行监测模型的构建。本研究通过无人机平台获取不同施氮水平下的冬小麦冠层影像。对比无人机多光谱与GF-2号卫星影像植被指数,探讨了基于无人机多光谱植被指数构建的冬小麦植株氮积累量估算模型在GF-2号反演中的模型精度及稳定性。结果表明,无人机多光谱各波段反射率与GF-2号在Blue、Red、Nir波段反射率具有高度的相关性,R~2顺序为Nir＞Red＞Blue。两种传感器植被指数中,与冬小麦植株氮积累量相关系数范围分别在0.448～0.694（GF-2）、0.644～0.862（UAV）,相关系数中RDVI差异最大,OSAVI差异最小。通过对比这两个植被指数构建模型的预测结果可以看出,无人机多光谱植被指数OSAVI在两种尺度的影像适用性最好,在无人机尺度以及卫星尺度反演结果的相关性分别达到了0.695,并且达到了极显著相关性。因此,通过小范围的无人机遥感信息模拟卫星遥感波段进行大范围植株氮积累量估算是可行的。