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原文传递基于光谱波段重叠分离的叶片叶绿素a、b含量反演方法

专利名称：	基于光谱波段重叠分离的叶片叶绿素a、b含量反演方法
摘要：	本发明公开了基于光谱波段重叠分离的叶片叶绿素a、b含量反演方法。现有的总叶绿素相对含量检测仪器，不能满足植物生理生态更为细致的监测需求。原因在于没有合适叶绿素a和b重叠波段的分离方法。该方法步骤如下：步骤一、对被测叶片进行高光谱反射率采集，采集的数据包括650nm波段反射率R650、700nm波段反射率R700、消除叶片结构影响的近红外波段反射率Rw。步骤二、计算被测叶片中叶绿素a含量Ca、叶绿素a含量Cb。本发明选取了叶绿素a、b反演特征波段，并建立了叶片中基于高光谱的伪吸收系数的叶绿素a、b含量模型，进而实现了叶绿素a、b含量的无损独立反演。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	杭州电子科技大学
发明人：	吴开华;金立松;张垚;张荣旭;李欣恺;李凯强;田守鹏
专利状态：	有效
申请日期：	2021-11-03T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-11T00:00:00+0800
申请号：	CN202111294364.1
公开号：	CN114166793A
代理机构：	杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	陈炜
分类号：	G01N21/359;G01N21/01;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/359;G01N21/01
申请人地址：	310018 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街
主权项：	1.一种基于光谱波段重叠分离的叶片叶绿素a、b含量反演方法，其特征在于：步骤一、对被测叶片进行高光谱反射率采集，采集的数据包括650nm波段反射率R650、700nm波段反射率R700、消除叶片结构影响的近红外波段反射率Rw；步骤二、基于高光谱反射率伪吸收的类吸收特性计算被测叶片中叶绿素a含量Ca、叶绿素b含量Cb如下： Ca＝51.6537ln(Rw/R700)-16.9038ln(Rw/R650) Cb＝6.8585ln(Rw/R650)-2.274010-6*ln(Rw/R700)。 2.根据权利要求1所述的一种基于光谱波段重叠分离的叶片叶绿素a、b含量反演方法，其特征在于：650nm、700nm波长分别对应叶绿素a、b的筛选波段，波段过程如下： (1)将叶绿素a、b的筛选波段分别设定为波段i、j；建立i、j波段的伪吸收系数A、B的表达式如下： A＝ln(Rw/Ri) B＝ln(Rw/Rj) 其中，Ri为i波段的叶片反射率；Rj为j波段的叶片反射率；分别建立叶绿素a、b的伪吸收系数A、B与叶绿素a、b含量Ca、Cb关系式如下：其中，γai，γbi，γaj，γbj分别是叶绿素a、b在波段i、j下的伪吸收系数； (2)对多片叶片分别进行光谱数据采集和叶绿素a、b含量实际值测定； (3)在遍历计算600nm-720nm范围内任意两整数波段组合的伪吸收系数并分别拟合叶绿素a、b含量；然后计算所有波段组合下叶绿素a、b含量预测值的RMSE；通过叶绿素a、b含量实际值与预测值之间的RMSE分析，分别选定叶绿素a、b的筛选波段；利用所得的筛选波段和前述叶绿素a、b的伪吸收系数A、B与叶绿素a、b含量Ca、Cb关系式，获得叶绿素a含量Ca、叶绿素a含量Cb的表达式。 3.根据权利要求2所述的一种基于光谱波段重叠分离的叶片叶绿素a、b含量反演方法，其特征在于：叶绿素a、b含量实际值测定的具体过程如下：取相同面积的叶子放入离心管，向离心管中加入甲醇和乙醇的混合溶液；然后，将离心管放置在暗室中静置；用甲醇和乙醇的混合溶液作对照样，用分光光度计测量溶液在649nm、665nm波段的吸光度；计算叶片中叶绿素a、b的实际含量。 4.根据权利要求3所述的一种基于光谱波段重叠分离的叶片叶绿素a、b含量反演方法，其特征在于：所述甲醇和乙醇的混合溶液中，甲醇与乙醇的体积比为4:96。 5.根据权利要求1所述的一种基于光谱波段重叠分离的叶片叶绿素a、b含量反演方法，其特征在于：步骤一中，高光谱反射率采集的范围为350nm-2500nm。 6.根据权利要求1所述的一种基于光谱波段重叠分离的叶片叶绿素a、b含量反演方法，其特征在于：消除叶片结构影响的近红外波段反射率Rw取900nm波段反射率。 7.根据权利要求1所述的一种基于光谱波段重叠分离的叶片叶绿素a、b含量反演方法，其特征在于：高光谱反射率采集的过程如下：在暗室条件下使用卤素灯作为光源，使用ASD地物光谱仪先对标准白板进行测量，然后将被测叶片放到与白板相同位置进行测量，获得叶片在350nm-2500nm范围内的高光谱反射率。
所属类别：	发明专利