[发明专利]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。

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NDVI_g‑b^#和差值植被指数DVI II^#，构成植被指数特征数据集；NDVI_g‑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^#＝R_NIR‑R_R；其中，R_NIR为841nm～876nm处波段的冠层叶片光谱反射率的均值；R_R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NDVI_g‑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NDVI_g‑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。