[发明专利]一种叶片经济型谱性状估测方法、存储介质和计算机设备

说明书

本发明提供一种叶片经济型谱性状估测方法、存储介质和计算机设备，估测方法包括：获取预设波段范围内对待检测植物叶片测量的鲜叶双向反射率因子；耦合PROSPECT‑PRO模型和COSINE模型，获得用于指示模拟鲜叶双向反射率因子与叶片参数的关系的鲜叶双向反射率因子模拟模型；根据预设参数范围和鲜叶双向反射率因子模拟模型，获得模拟鲜叶双向反射率因子；根据测量的鲜叶双向反射率因子与模拟鲜叶双向反射率因子的差异获得目标模拟鲜叶双向反射率因子，以及对应的用于指示叶片经济型谱性状的待检测植物叶片的比叶重反演估测值。本发明可以高效地反演得到叶片经济型谱比叶重，降低测量成本和时间。

技术领域

本发明涉及生态遥感的技术领域，具体涉及一种叶片经济型谱性状估测方法、存储介质和计算机设备。

背景技术

通过高光谱叶片反射率反映植物叶片的结构和内部组分，是一种获取叶片经济型谱性状比叶重的有效手段。一些技术中，高光谱叶片反射率反演叶片经济型谱性状主要包括经验统计和物理模型。经验统计方法反演精度较高但是受地域限制影响。而物理模型方法则基于物理定律模拟光在叶片表面和内部的反射、散射和吸收，通常利用方向-半球反射率作为模型输入来反演得到如叶片经济型谱性状比叶重等叶片参数，具有稳健性和通用性较高的优势，但是会病态反演可能造成模型反演精度较低；同时由于方向-半球反射率的测量需要用积分球完成，费用较高且费时较长。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种叶片经济型谱性状估测方法、存储介质和计算机设备，可以高效地反演得到叶片经济型谱比叶重，大大降低了测量成本和时间。

本发明的一个实施例提供一种叶片经济型谱性状估测方法，包括以下步骤：

获取在预设波段范围内对待检测植物叶片测量的鲜叶双向反射率因子；

获取PROSPECT-PRO模型以及COSINE模型，并将PROSPECT-PRO模型以及COSINE模型进行耦合，获得鲜叶双向反射率因子模拟模型；其中，所述鲜叶双向反射率因子模拟模型用于指示所述预设波段范围内的模拟鲜叶双向反射率因子与叶片参数的关系；所述叶片参数包括比叶重；

根据所述预设波段范围、叶片参数的初始值、叶片参数的预设范围、以及所述鲜叶双向反射率因子模拟模型，获得若干个模拟鲜叶双向反射率因子；

获取在所述预设波段范围测量的鲜叶双向反射率因子与若干个模拟鲜叶双向反射率因子的差异值的平方之和，且获得最小的差异值的平方之和对应的目标模拟鲜叶双向反射率因子；

根据所述目标模拟鲜叶双向反射率因子以及所述鲜叶双向反射率因子模拟模型，得到用于指示待检测植物叶片的叶片经济型谱性状的比叶重反演估测值。

相对于现有技术，本发明的叶片经济型谱性状估测方法通过鲜叶双向反射率因子模拟模型得到模拟鲜叶双向反射率因子，并根据在所述预设波段范围，测量的鲜叶双向反射率因子与模拟鲜叶双向反射率因子的差异值的平方之和的最小值，获得对应的目标模拟鲜叶双向反射率因子，再根据所述目标模拟鲜叶双向反射率因子以及所述鲜叶双向反射率因子模拟模型，得到用于指示叶片经济型谱性状的所述待检测植物叶片的比叶重反演估测值。能够精确的反演得到叶片经济型谱比叶重，大大降低了测量成本和时间，提高了叶片经济型谱估测的应用范围，例如适用于不同地理区域、物种类型、光照条件和生长阶段的植物叶片。

进一步，所述PROSPECT-PRO模型用于模拟指示出植物叶片在目标波段值的叶片有向半球反射率，其中，所述模拟指示植物叶片在目标波段值的叶片有向半球反射率和透过率的过程如下公式：

；

其中，为模拟得到的叶片有向半球反射率，为模拟得到的叶片有向透过率，为目标波段值，为叶片结构参数，为叶绿素，为胡萝卜素，为水分，为比叶重。