[发明专利]基于高光谱技术的叶片滞尘量测定系统及方法

说明书

本发明提供一种基于高光谱技术的叶片滞尘量测定系统及方法，测定系统包括清洗装置、烘干装置及测试装置，还包括传送装置，叶片放置在传送装置上，传送装置输送叶片依次经过清洗装置、烘干装置及测试装置。测定方法包括：数据采集，获取叶片除尘前的重量；获取叶片除尘前的高光谱数据；获取叶片除尘后的高光谱数据；获取叶片除尘后的重量；测算模型建立，分析叶片重量变化值与叶片光谱特征参数值的相关性，建立叶片滞尘量的测算模型；滞尘量测定，将待测叶片的高光谱数据均值代入滞尘量预测模型，得到待测叶片的滞尘量。本发明无需人工参与，减少了人为因素的影响，提升测试效率，提高测定精度，解决叶片滞尘量测试费时费力，数据变异性大等问题。

技术领域

本发明涉及叶片滞尘量测定技术领域，尤其涉及一种基于高光谱技术的叶片滞尘量测定系统及方法。

背景技术

随着城市化与工业化的快速发展，煤、石油、天然气等能源的大量消耗，粉尘、烟雾等有害污染物日益增多。大气粉尘污染不仅危害了人类赖以生存的生态环境，而且严重威胁着人类健康。园林植物是城市、自然和景观复合生态系统中具有重要自净功能的组成部分，对大气中的粉尘、颗粒物有过滤、阻挡和吸附的作用，可以有效地降低大气悬浮颗粒物。研究城市植被叶片滞尘能力对正确评估城市园林空气净化功能具有重要现实意义。质量差值法是当前测定植物滞尘量的主要方法，该方法采用高精度电子分析天平对除尘前后的叶片进行称重，进而获取滞尘量数据；测试过程主要包括称重、清洗、晾干、再称重等步骤，不仅费时费力，而且存在人为干扰因素大、叶片清洗不均匀以及叶片干湿程度无法把控等问题，导致测试数据的变异性大，影响测试结果的准确性。高光谱技术通过获取叶片除尘前后的光谱参数，基于构建的叶片滞尘量估算模型也可以获得叶片滞尘量，但目前采用高光谱技术进行叶片除尘前后的光谱反射特征测试时，也需要人工参与对叶片进行清洗和晾干等操作，不仅费时费力，且操作不规范还影响测试结果的准确性；另外，该技术对测试环境的要求高，需要一个暗环境中的稳定光照强度才能确保测试结果的可靠性，苛刻的环境条件需求也是限制高光谱技术在该领域普及应用的原因之一。

发明内容

本发明提供一种基于高光谱技术的叶片滞尘量测定系统及方法，能够减少人为因素影响，提升植被叶片滞尘量测试效率，提高测定精度，解决叶片滞尘量测试费时费力，数据变异性大等问题。

本发明提供一种基于高光谱技术的叶片滞尘量测定系统，包括清洗装置、烘干装置及测试装置，还包括传送装置，叶片放置在所述传送装置上，所述传送装置输送叶片依次经过所述清洗装置、所述烘干装置及所述测试装置。

根据本发明提供的基于高光谱技术的叶片滞尘量测定系统，所述清洗装置、所述烘干装置及所述测试装置均可拆卸设置。

根据本发明提供的基于高光谱技术的叶片滞尘量测定系统，所述测试装置包括密封暗箱，所述密封暗箱内设置有用于对叶片进行检测的测试探头及用于对叶片进行照明的光源。

根据本发明提供的基于高光谱技术的叶片滞尘量测定系统，所述密封暗箱上开设有用于叶片进出的测试进样口及测试出样口，所述测试进样口及所述测试出样口上分别设置有单向遮光阀门。

根据本发明提供的基于高光谱技术的叶片滞尘量测定系统，所述光源为无影光源和/或亮度可调光源。

根据本发明提供的基于高光谱技术的叶片滞尘量测定系统，所述测试探头的检测方向与传送装置的输送方向垂直，叶片放置在所述传送装置的传送面上，所述光源与传送面之间的距离可调。

根据本发明提供的基于高光谱技术的叶片滞尘量测定系统，所述测试装置还包括光谱仪及电脑，所述光谱仪通过快接光纤接头与所述测试探头连接，所述光谱仪还与所述电脑连接。所述光谱仪采集的光谱数据存储于所述电脑中，通过所述电脑实现对光谱数据的测试和分析，进而实现对叶片滞尘量的估算。

根据本发明提供的基于高光谱技术的叶片滞尘量测定系统，所述烘干装置包括密闭壳体，所述密闭壳体内设置加热热源。