玉米大豆带状套作模式在保证玉米产量与单作相当的基础上提高大豆种植面积和产量,对保障我国粮食的自主性具有重要的作用。现代精准农业的发展要求管理者能够即时、准确及无损的获取目标作物的状态信息,高光谱遥感快速和准确的特性在现代农业中对作物状态参数的定量获取具有极其显著的优势。氮肥作为常用的增产措施之一,因其过度的施用已经对环境造成污染。因此,研究带状套作模式下不同施氮水平对玉米农学参数及产量和品质的影响,并构建农学参数与籽粒产量和品质间的数理模型对指导氮肥的合理施用并实现高产、优质及生态的现代农业具有十分积极的作用;而高光谱技术的应用对科学的、及时的和准确的实施管理措施具有决定作用。本文基于带状套作模式不同施氮水平对玉米农学参数、籽粒产量和品质及冠层高光谱反射率的影响,构建了各农学参数与籽粒产量及品质间的数理关系及相关农学参数的高光谱估测模型并直接使用冠层光谱进行籽粒产量及品质估测。结果表明:通过对各生育时期各农学参数与籽粒产量品质间的逐步线性回归分析表明:乳熟期的类胡萝卜素积累量、氮积累量及可溶性糖积累量三个参数构建的籽粒产量模型拟合较好,模型的决定系数(R~2)达到0.993,均方根误差(RMSE)仅为14.194 g;籽粒蛋白百分比及积累量模型分别由氮密度(灌浆期-喇叭口期)、可溶性糖积累量(灌浆期)及类胡萝卜素密度(喇叭口期)三个参数和乳熟期的叶绿素a的积累量及氮积累量两个参数构建,决定系数和均方根误差分别为0.997、0.92及0.168、1.25 g;籽粒脂肪百分比及积累量模型分别由氮密度(乳熟期)、类胡萝卜素密度(乳熟期-喇叭口期)及碳百分比(乳熟期-喇叭口期)三个参数和碳密度(乳熟期)、类胡萝卜素密度(乳熟期-喇叭口期)及叶绿素a/b(乳熟期-灌浆期)两个参数构建,决定系数和均方根误差分别为0.952、0.919及0.233、0.486 g;玉米籽粒淀粉百分比及积累量模型分别由类胡萝卜素积累量(乳熟期-喇叭口期)及可溶性糖积累量(灌浆期)两个参数和类胡萝卜素积累量(乳熟期)、氮积累量(乳熟期)及叶绿素a积累量(乳熟期-喇叭口期)三个参数构建,决定系数和均方根误差分别为0.766、0.982及1.265、6.630 g。通过相关性分析获得的最优植被指数或小波系数,利用线性及非线性回归分析构建各参数估测模型,同时将连续小波变换处理与无信息变量消除法相结合筛选波段并进行偏最小二乘回归以构建各参数估测模型。对构建的高光谱估测模型进行对比分析并验证发现,通过将连续小波变换处理与UVE结合所构建的偏最小二乘回归模型较使用植被指数或小波系数构建的模型性能更高,叶绿素a积累量、类胡萝卜素积累量、类胡萝卜素密度、叶绿素a/b、碳密度、氮积累量、氮密度及可溶性糖积累量模型的决定系数(R~2)分别是0.968、0.925、0.981、0.968、0.99、0.963、0.431及0.99,对应的归一化均方根误差(NRMSE)分别为14.296%、15.443%、5.199%、1.009%、0.220%、14.932%、11.566%及38.823%;基于冠层光谱反射率的籽粒产量及品质的估测值较实测值偏低。综上所述,利用玉米冠层高光谱反射率能够实现农学参数的定量估测,同时结合玉米籽粒产量及品质与农学参数间的数理关系,实现了玉米籽粒产量及品质的高光谱估测,对实现玉米生产的高产、优质及生态提供了技术支撑,同时有助于我国现代精准农业的发展。