[发明专利]一种棉花冠层类胡萝卜素含量的卫星遥感监测方法

说明书

本发明属于卫星遥感监测技术领域，提供了一种棉花冠层类胡萝卜素含量的卫星遥感监测方法。本发明提供的方法包括确定监测区域，获取所述监测区域的卫星遥感影像，对获取的卫星遥感影像进行校正，将校正后的卫星遥感影像进行裁剪，将得到的MNDWI、FM、NBR、CM4个植被指数和SWIR1、SWIR22个波段反射率数据通过波段运算代入模型，从而计算得到棉花冠层类胡萝卜素含量的数据。本发明的优势是在大面积棉田类胡萝卜素含量监测时更快速、更省力、更经济，能满足农业生产中对区域尺度的棉田快速获取冠层类胡萝卜素含量数据的需求，为棉花田间管理的精准管理提供了依据。

技术领域

本发明属于卫星遥感监测技术领域，尤其涉及一种棉花冠层类胡萝卜素含量的卫星遥感监测方法。

背景技术

类胡萝卜素是植物色素中的第二大类主要色素，是红色、橙色或黄色的四萜类物质，它由胡萝卜素和叶黄素组成；类胡萝卜素同样能吸收太阳辐射能，并将能量贡献给光合作用，它用天线色素与反应中心色素复合物的组分，当辐射能超过光合作用所需时，类胡萝卜素组分叶黄素循环会耗散过剩能量，从而保护反应中心。依赖叶黄素循环的热耗散在高等植物中是一种关键的能量耗散机制，叶黄素与光合作用的光能利用率是紧密相关的，因此，类胡萝卜素浓度能提供更多有关植被生理状态的补充信息。现有的棉花冠层类胡萝卜素含量测定方法大致可以分为光谱测量和室内化学分析测定两种技术，其中光谱测定虽然具有环保、快速、无损的优点，但是只适用于田块尺度，而针对于区域尺度的棉花冠层类胡萝卜素含量的监测来讲，其工作量相较于卫星遥感监测要大很多，导致其在时效性方面具有滞后于农业生产实际需求的弱势。室内化学分析测定方法需要配制化学试剂，测定过程中化学尾液排放对环境造成污染和对人体造成伤害，而且存在操作步骤繁琐，监测时间长的缺陷。而卫星遥感可以快速、经济、环保、无损的监测大面积(县域尺度及以上或1万亩及以上)棉花冠层的类胡萝卜素含量。但目前关于利用卫星遥感数据应用于棉花冠层类胡萝卜素含量监测的研究甚少，尤其是缺乏相应的棉花冠层类胡萝卜素含量反演模型。因此，目前急需一种利用卫星遥感数据应用于大面积棉花冠层类胡萝卜素含量的监测方法，为棉田化肥的精准施用等农耕措施提供可靠的数字依据，该方法可提高化肥利用率，降低生产成本，提高棉农的收益。

发明内容

为了克服现有技术中存在的无法快速获取大面积棉花冠层类胡萝卜素含量数据的不足，本发明提出了一种无污染、操作简便、快速精确的棉花冠层类胡萝卜素含量的监测方法，该方法实现了棉花冠层类胡萝卜素含量的快速准确检测，不需要配制任何化学试剂，避免了测定过程中化学尾液排放对环境的污染和对人体的伤害，同时也大大简化了操作步骤，缩短了监测时间，能满足农业生产中区域尺度的棉田快速获取冠层类胡萝卜素含量数据的需求，为棉花田间管理中化肥的精准施用提供了快速获取施肥量依据。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种棉花冠层类胡萝卜素含量的卫星遥感监测方法，包括如下步骤：

（1）确定监测区域；

（2）获取所述监测区域的卫星遥感影像；

（3）对获取的卫星遥感影像进行校正；

（4）将校正后的卫星遥感影像进行裁剪；

（5）将得到的MNDWI、FM、NBR、CM 4个植被指数和SWIR1、SWIR2 2个波段反射率数据通过波段运算代入模型：

Y=-1.214529*MNDWI+2.081831*FM+0.976243*NBR-0.000212*SWIR1-0.000136*SWIR2-0.121054*CM-1.670930，计算得到棉花冠层类胡萝卜素含量数据；

其中，Y为棉花冠层的类胡萝卜素含量，单位为mg/g。

优选的，步骤（2）中所述卫星遥感影像源于Landsat 8卫星。