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原文传递叶片叶绿素叶面分布特征同步诊断氮钾镁元素亏缺的方法

专利名称：	叶片叶绿素叶面分布特征同步诊断氮钾镁元素亏缺的方法
摘要：	本发明属于一种作物营养元素亏缺诊断技术领域，涉及一种叶片叶绿素叶面分布特征同步诊断氮钾镁元素亏缺的方法；本发明首先将待测叶片叶面区域分割，将叶片分割为若干个小区域；然后对叶绿素区域分布特征提取，用高光谱图像技术提取叶片叶绿素叶面分布图中小区域中所有像素点对应的叶绿素含量均值、叶绿素含量方差、叶绿素含量最大值和叶绿素含量最小值；基于此构建氮钾镁亏缺诊断模型；依据模型对待测叶片氮钾镁亏缺诊断。本发明克服了基于叶绿素含量的元素亏缺诊断方法无法同步诊断黄瓜叶片氮钾镁元素亏缺的局限性；可以快速、无损的提取叶绿素叶面分布特征，实现叶片氮钾镁元素亏缺的高效诊断。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江苏大学
发明人：	石吉勇;孙悦;石海军;史永强;邹小波;李志华;黄晓玮;郭志明;张文;张迪;李文亭;胡雪桃
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-12-31T00:00:00+0800
申请号：	CN201910789336.3
公开号：	CN110631995A
分类号：	G01N21/25(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	212013 江苏省镇江市京口区学府路301号江苏大学
主权项：	1.一种叶片叶绿素叶面分布特征同步诊断氮钾镁元素亏缺的方法，其特征在于，包括如下步骤：叶片叶面区域分割：以叶片主叶脉交汇点、叶片轮廓线的主要拐点将叶面分割为大区域，将分割的大区域再分割为若干个小区域；叶绿素区域分布特征提取：利用多片叶片作为训练样本，依次检测叶片的叶绿素含量叶面分布图；依次提取叶片叶绿素叶面分布图中若干个小区域中所有像素点对应的预设的参数，构建自变量数组X；氮钾镁亏缺诊断模型构建：依次检测叶片的氮钾镁元素营养状况，构建因变量数组Y；利用叶片对应的自变量数组X、因变量数组Y，建立氮钾镁亏缺诊断模型Y＝F(X)；待测叶片氮钾镁亏缺诊断：将待测叶片叶面区域分割为若干个小区域；依次提取待测叶片叶绿素叶面分布图中若干个小区域中所有像素点对应的预设的参数构建待测叶片自变量数组X’；待测叶片自变量数组X’代入氮钾镁亏缺诊断模型Y＝F(X)，计算待测叶片因变量数组Y’＝F(X’)。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述大区域的分割方法包括：以叶片主叶脉交汇点为原点，叶片轮廓线的主要拐点a作为轮廓线分割点，以轮廓线分割点和原点连线得到大区域分割线段，从而将黄瓜叶片叶面区域分割为a-3个大区域，其中所述的a为正整数。 3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述小区域的分割方法包括：在大区域分割线段上确定n个小区域分割点，分别用线条将相邻两个大区域的各个小区域分割点相连形成小区域分割线段；小区域分割线段、大区域分割线段与外轮廓线将叶片叶面区域分割为m＝(a-3)(n+1)+2个小区域；其中所述的a、m、n均为正整数。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述大区域分割线段上n个小区域分割点分割形成的各个线段长度相等。 5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的参数包括叶绿素含量均值、叶绿素含量方差、叶绿素含量最大值、叶绿素含量最小值。 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自变量数组X构建方法具体操作如下：利用j片叶片叶绿素叶面分布图中m个小区域中所有像素点对应的叶绿素含量均值、叶绿素含量方差、叶绿素含量最大值、叶绿素含量最小值构建j行×4m列的自变量数组X；其中，所述的m、j均为正整数。 7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述因变量数组Y用于记录j片叶片的氮钾镁元素营养状况，包括：利用营养元素理化分析方法依次检测j片叶片的氮钾镁元素营养状况，构建j行×3列的因变量数组Y；其中，所述的j为正整数。 8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述因变量数组Y的第1列用于记录氮元素营养状况，取值为0时代表对应叶片氮元素正常，取值为1时代表对应叶片氮元素亏缺；因变量数组Y的第2列用于记录钾元素营养状况，取值为0时代表对应叶片钾元素正常，取值为1时代表对应叶片钾元素亏缺；因变量数组Y的第3列用于记录镁元素营养状况，取值为0时代表对应叶片镁元素正常，取值为1时代表对应叶片镁元素亏缺。
所属类别：	发明专利