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原文传递一种作物冠层叶片的全氮含量估算方法

专利名称：	一种作物冠层叶片的全氮含量估算方法
摘要：	本发明属于作物生化组分光谱无损检测技术领域，公开了一种作物冠层叶片的全氮含量估算方法：首先，利用连续投影变换算法SPA，敏感光谱特征数据集、位置特征数据集和植被指数特征数据集；然后，从敏感光谱特征数据集、位置特征数据集和植被指数特征数据集中筛选出共线性小最小的敏感光谱变量集；最后，将敏感光谱变量集进行偏最小二乘回归PLS建模，得到作物冠层叶片的全氮含量LNC的估算模型。该模型能够精确的估测作物冠层叶片全氮含量，与实测值相差不大。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	安徽大学
发明人：	赵晋陵;范玲玲;梁栋;徐超;黄林生;洪琪;张东彦;翁士状
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910305370.9
公开号：	CN110160967A
代理机构：	西安铭泽知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	俞晓明
分类号：	G01N21/25(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	230601 安徽省合肥市经开区九龙路111号
主权项：	1.一种作物冠层叶片的全氮含量估算方法，其特征在于，包括步骤： S1、利用连续投影变换算法SPA，从冠层叶片光谱范围中选出与已知作物冠层叶片的全氮含量LNC1共线性最小的6个敏感波段，构成敏感光谱特征数据集； 6个敏感波段为4个冠层叶片反射率Ref波段和2个一阶导数FD波段； 4个冠层叶片反射率Ref波段分别为412nm、724nm、1084nm、1343nm； 2个一阶导数FD波段为658nm和937nm； S2、利用连续投影变换算法SPA，从作物高光谱氮素研究时用到的位置波段中，选取共线性最小的两个位置波段SDb和Dr，构成位置特征数据集； SDb为490nm～530nm处波段的冠层叶片光谱反射率一阶导数FD之和； Dr为680nm～760nm处波段的冠层叶片光谱反射率一阶导数FD最大值； S3、利用连续投影变换SPA算法，从典型的植被指数VIs中选取共线性最小的两个植被指数，即归一化植被指数NDVIg-b#和差值植被指数DVI II#，构成植被指数特征数据集； NDVIg-b#＝(R573-R440)/(R573+R440)；其中，R573为波长在573nm处的冠层叶片光谱反射率； R440为波长在440nm处的冠层叶片光谱反射率； DVI II#＝RNIR-RR；其中，RNIR为841nm～876nm处波段的冠层叶片光谱反射率的均值； RR为680nm～760nm处波段的冠层叶片光谱反射率； S4、利用连续投影变换SPA算法，从敏感光谱特征数据集、位置特征数据集和植被指数特征数据集中筛选出共线性小最小的敏感光谱变量集；其中，敏感光谱变量集包括2个冠层叶片反射率Ref波段、1个一阶导数FD波段和归一化植被指数NDVIg-b#； 2个冠层叶片反射率Ref波段分别为724nm和1343nm； 1个阶导数FD波段为658nm；再将敏感光谱变量集进行偏最小二乘回归PLS建模，得到作物冠层叶片的全氮含量LNC的估算模型：Y＝3.6344-5.7351X1-4.4275X2+1236.6X3+2.0886X4；其中，X1：波段为1343nm处的冠层叶片反射率Ref； X2：归一化植被指数NDVIg-b#； X3：波段为658nm处冠层叶片反射率的一阶导数值； X4：波段为724nm处的冠层叶片反射率Ref。 2.如权利要求1所述的作物冠层叶片的全氮含量估算方法，其特征在于，所述冠层叶片光谱范围为400nm～1350nm、1400nm～1790nm，1990nm～2350nm，且所述冠层叶片光谱范围是通过如下方法选取得到的：测定作物冠层叶片在350nm～2500nm波长范围内的反射率，得到横坐标为波长，纵坐标为反射率的光谱图；去除水汽影响，光谱图中剩下的波段即为400nm～1350nm、1400nm～1790nm和1990nm～2350nm的冠层叶片光谱。 3.如权利要求1所述的作物冠层叶片的全氮含量估算方法，其特征在于，所述已知作物冠层叶片的全氮含量LNC1通过定氮仪检测得到。 4.如权利要求1所述的作物冠层叶片的全氮含量估算方法，其特征在于，所述已知作物冠层叶片的全氮含量LNC1是通过如下方法得到的：将进行光谱反射率测量后的的作物冠层叶片放入100℃～110℃的烘箱中烘25min～35min，然后75℃～85℃下烘至衡重，得到样本叶片；称量烘干的样本叶片，然后将样本叶片粉碎，再用定氮仪测定样本叶片全氮含量，得到LNC1。 5.如权利要求1所述的作物冠层叶片的全氮含量估算方法，其特征在于，所述一阶导数FD的公式如下：其中，Rλ(j)是波段j的反射率，Rλ(j+1)是波段j+1的反射率，λ(j+1)-λ(j)是波段j和j+1之间的波长差；一阶导数FD为波段j和j+1之间波长中点i的反射率的一阶导数。 6.如权利要求1所述的作物冠层叶片的全氮含量估算方法，其特征在于，所述作物冠层叶片为玉米冠层叶片或小麦冠层叶片。
所属类别：	发明专利