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随着人们对农田管理中高效、低耗、和环境友好等目标以及农产品优质安全的追求,精确农业越来越受到人们的重视。遥感技术可以快速准确的获取作物生长信息,因此可以用来指导田间管理。高光谱遥感光谱分辨率高,波谱具有连续、精细的特点,因此包含大量的信息,可以提高作物生长监测的准确性。本研究以冬小麦为研究对象,通过田间小麦不同生育时期光谱反射率和室内小麦生理生化指标测定,综合分析了不同氮素水平处理和和不同冬小麦品种的冠层高光谱参数与叶片氮素含量和籽粒产量的关系,建立了适用于氮素营养监测和籽粒产量估测的高光谱监测模型,为冬小麦氮肥精确管理和产量预测提供了科学依据。主要研究进展如下。(1)首先比较了2个冬小麦品种不同氮素水平在不同生育期的冠层光谱反射率。结果表明,2个冬小麦品种在不同生育期,各氮肥施用量处理叶片光谱反射率各不相同,但反射光谱曲线趋势一致,和绿色植物反射光谱曲线相似。在550nm波段有一明显的反射峰,700nm之后反射率急剧上升,750nm之后光谱反射率趋于最大后较稳定,形成了一个光谱反射平台。在750nm反射平台处,冬小麦叶片光谱反射率呈现随氮肥施用量增加而而增大的趋势。(2)利用冠层高光谱分析技术,提取了特征波段及其他光谱参量,研究其与冬小麦氮素营养状况的定量关系,并建立了预测方程。结果表明,灌浆期是利用高光谱遥感监测冬小麦叶片氮素营养状况的最佳生育时期；拔节期、抽穗期和灌浆期680nm波段光谱反射率R680均能较好的反映2个冬小麦品种的叶片氮素含量,基于光谱位置以及叶面积指数的光谱参量也能较好地反映冬小麦叶片氮素含量。2个冬小麦品种在拔节期、抽穗期和灌浆期分别以680nm波段光谱反射率R680、红谷反射率R。和植被指数(SDr-SDb)/(SDr+SDb))对小麦叶片氮素含量的拟合效果最佳,西农979在3个生育期回归方程分别为Y=27.54-280.247X+1456.245X2、Y=8.632X-0.24和Y=25.83X1.012,晋麦47在3个生育期回归方程分别为Y=45.13-138.15X+796.33X2、Y=14.38X-0.57和Y=12.35X0.65。(3)分析了2个冬小麦品种不同生育期高光谱特征波段光谱反射率及其他光谱参量与籽粒产量的关系。结果表明,灌浆期是估测籽粒产量的最佳生育期,SDr、SDr/SDy和(SDr-SDy)/(SDr+SDy)可用于估测冬小麦籽粒产量。西农979抽穗期和灌浆期以(SDr-SDy)/(SDr+SDy)拟合的方程均较好,分别为Y=10709.92X+2495.54和Y=9825.32X+4282.19；晋麦47抽穗期的Rg和灌浆期的SDr/SDy与籽粒产量拟合的方程较好,分别为Y=6158.19-21376.19X和Y=3864.46X-2613.37。