苹果是我国重要的经济作物，山东省作为我国最大的苹果生产销售基地，面积大、分布集中，是遥感技术适宜应用的地区。利用高光谱分辨率遥感技术，可以对苹果花与冠层的高光谱信息快速采集与处理，实现对苹果准确、无损的营养诊断，为应用卫星遥感对苹果进行生长监测以及估产奠定基础。　　 本文以山东省烟台栖霞市、临沂蒙阴县为试验区，在2008年和2009年的苹果盛花期，利用ASD FieldSpec3地物光谱仪，对苹果主要栽培品种红富士的冠层进行高光谱探测，同步采集苹果花样品，室内测定苹果花的高光谱和氮、磷、钾素含量。在分析苹果花与冠层高光谱特征的基础上，利用2008年的数据，采用光谱微分技术、光谱位置变量的分析技术、光谱变换技术、多元统计分析技术等，构建由敏感光谱波段以及不同敏感光谱波段衍生的光谱特征参数，建立基于苹果花与花期冠层2个尺度的氮、磷、钾素含量估测模型，并对模型进行检验。最后，利用2009年的测定数据对最佳估测模型进行验证。主要结论如下：　　 （1）制定了规范化的苹果花期高光谱探测方法　　 在分析了不同天气条件、探测时间、探测高度、探测角度等高光谱探测实践的基础上，制定了规范化的苹果花期冠层高光谱探测方法。为获取高质量的冠层光谱数据奠定了基础，也为分析苹果花期冠层高光谱特征、筛选敏感波段、建立N、P、K素含量估测模型等研究提供了保障。　　 苹果花期冠层高光谱探测的规范化方法是：在晴天或少云、风速小于2级的天气进行探测；最佳探测时间段为10:00～15:00；光谱仪探头探测高度以视场覆盖苹果树整个冠层为原则；光谱仪探头要垂直或近似垂直向下进行探测。在探测过程中，天气较好时，每隔15～20 min，用标准白板校正一次；天气差时，校正应更频繁；每个冠层探测记录10个采样光谱，以其平均值作为该冠层的光谱反射率；探测人员着深色服装；对所有观测目标，均要拍摄照片，拍摄角度要求一致。　　 （2）初步摸清了苹果花与花期冠层的高光谱特征　　 在370-460 nm波段，苹果花高光谱曲线陡直上升，之后上升变缓，在740-1080nm波段形成一个反射率较高的平台，然后开始下降，从1267 nm开始呈现逐级跌落的趋势。苹果花期冠层高光谱曲线形状与典型植被相似，431-470 nm、471-500 nm、591-620 nm、621-680 nm、761-1300 nm是区分苹果花期不同花量冠层的敏感波段。在761-1300 nm波段，随花量的增加反射率减小。在680-760 nm波段，随着花量的增加，红边位置、红边斜率和红边面积均呈逐渐减小的趋势。　　 （3）建立了基于苹果花高光谱特征的N、P、K素含量估测模型　　 在分析苹果花高光谱特征的基础上，确定了与花N、P、K素含量相关的敏感波段，构建了光谱特征参数，建立了N、P、K含量的估测模型。以R676为自变量的N素含量最佳估测模型y=34.835x0·9580，估测精度达到了94％；以NDVI（936，676）为自变量的P素含量最佳估测模型y=42.371[NDVI（936，676）]2+20.008[NDVI（936，676）]+4.29，估测精度达到了92.4％；以.R669和R1442为自变量的K素含量估测模型y=14.73-933.32 x1-1121.22x2，估测精度达到了95.4％。　　 在2009年苹果花期，利用栖霞、蒙阴2试验区测定的苹果花高光谱数据，对建立的N、P、K素含量最佳估测模型进行验证，验证精度分别为83.9％、68.1％，74.7％、58.2％，87％、89.2％。　　 （4）建立了基于苹果花期冠层高光谱特征的N、P、K素含量估测模型　　 对苹果花期冠层原始光谱反射率及其11种变换形式与花N、P、K素含量进行相关分析，筛选出相关系数中绝对值较大波长的参量为自变量，以N、P、K素含量为因变量，建立了N、P、K素含量估测模型。以（lgR832）、（lgR849）、（lgR922）、（lgR1019）为自变量的N素含量最佳估测模型为Y=31.621-2732.6096（lgR832）-3307.728（lgR849）+2901.7231（lgR922）-3172.324（lgR1019），模型估测精度达到了91.9％；以BP人工神经网络分析方法，建立的P含量最佳估测模型，模型的自估测精度为94.1％，检验样本的估测精度为87.4％；利用模糊综合分析估测方法，建立的K素含量最佳估测模y=11.3445h+1.3097，估测精度为90.2％。　　 在2009年苹果花期，利用栖霞、蒙阴2试验区测定的苹果花期冠层高光谱数据，对建立的N、P、K素含量最佳估测模型进行验证，验证精度分别为86.8％、80.7％，89.2％、92.2％，83.3％、95.3％。　　 （5）初步确定了苹果花期氮、磷、钾素含量与其它生长期养分及株产之间的关系　　 当苹果花N、P、K含量分别为43.96±2.20 g/kg-1、6.46±0.32 g/kg-1、20.95±1.05g/kg-1，苹果株产达到最大值；低于最小值41.76 g/kg-1、6.14 g/kg-1、19.90 g/kg-1时，苹果株产随着N、P、K素含量的增加而增加；高于最大值46.16 g/kg-1、6.78 g/kg-1、22g/kg-1时，苹果株产随着N、P、K素含量的增加而降低。　　 本研究利用苹果花与冠层的高光谱数据，建立了N、P、K素含量估测模型，提出了一种快速、无损的苹果树营养元素含量估测方法，为今后利用卫星遥感对苹果树进行生长监测、营养诊断以及估产提供了理论基础和依据。