[發明專利]一種用于檢測作物冠層葉片碳氮比的光譜指數構造方法

有效

• 申請號: 201210545190.6
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN103048276A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 徐新剛;趙春江;宋曉宇;楊貴軍;楊小冬;顧曉鶴;楊浩;龍慧靈;董燕生;張競成;馮海寬
• 申請（專利權）人: 北京農業信息技術研究中心
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

1.一種用于檢測作物冠層葉片碳氮比的光譜指數構造方法，其特征在于，所述光譜指數構造方法包括以下步驟：

（1）獲取作物冠層500nm～910nm波段范圍的高光譜原始反射率數據；

（2）利用獲取的作物冠層原始反射率計算相對反射率；

（3）計算相對反射率曲線中500nm～550nm、680nm～760nm以及760nm～910nm三個子波段范圍光譜曲線的斜率；

（4）構建用于檢測作物冠層葉片碳氮比的光譜指數RCN。

2.如權利要求1所述的光譜指數構造方法，其特征在于，步驟（1）按以下方法獲取500nm～910nm波段范圍的高光譜原始反射率數據：使用可測量作物冠層500nm～910nm波段范圍光譜的便攜式地物高光譜測量儀，在田間直接測量作物冠層輻亮度或DN值數據，則通過相應的參考板校正參數計算得到作物冠層高光譜原始反射率。

3.如權利要求1所述的光譜指數構造方法，其特征在于，步驟（1）按以下方法獲取500nm～910nm波段范圍的高光譜原始反射率數據：使用包含了500nm～910nm波段范圍的高光譜遙感影像數據，則通過相應的輻射定標與大氣校正處理，得到地表作物冠層的高光譜原始反射率數據。

4.如權利要求1所述的光譜指數構造方法，其特征在于，步驟（2）按以下方法計算相對反射率：對于獲取的由500nm～910nm波段范圍內各波長對應的原始反射率形成的光譜曲線，首先進行三點平滑計算得到平滑反射率，然后計算平滑處理后的該光譜曲線反射率的均值，緊接著使用平滑處理后的光譜曲線上各波長對應的反射率除以該均值，所得結果即為500nm～910nm波段范圍內各波長對應的相對反射率。

5.如權利要求4所述的光譜指數構造方法，其特征在于，所述平滑反射率的計算公式為R_i=(r_i-1+r_i+r_i+1)/3，R_i指三點平滑處理后第i個波長所對應的平滑反射率，r_i指500nm～910nm波段范圍內第i個波長所對應的原始反射率；平滑處理后反射率的均值的計算公式為n指500nm～910nm波段范圍內波長的個數，A指平滑處理后反射率的均值；所述500nm～910nm波段范圍內各波長對應的相對反射率的計算公式為R′_i=R_i/A，R′_i指計算得到的第i個波長所對應的相對反射率。

6.如權利要求1所述的光譜指數構造方法，其特征在于，步驟（3）按以下方法分別計算相對反射率光譜曲線中500nm～550nm、680nm～760nm以及760～910nm三個子波段范圍光譜曲線的斜率：以各子波段范圍內的波長為自變量，以各波長所對應的相對反射率為因變量，通過一次線性擬合的方式計算得到三個子波段范圍的光譜曲線的斜率k。

7.如權利要求6所述的光譜指數構造方法，其特征在于，所述一次線性擬合的計算公式為R’=b+k×λ，式中，R’為相對反射率;λ為波長;b為線性擬合方程的截距；k為光譜曲線的斜率。

8.如權利要求1所述的光譜指數構造方法，其特征在于，步驟（4）按以下方法計算可用于檢測作物冠層葉片碳氮比的光譜指數RCN：記步驟（3）中的500nm～550nm、680nm～760nm以及760～910nm三個波段范圍相對反射光譜曲線的斜率分別為k_g、k_r和k_n，則RCN的計算公式為RCN＝（k_g+k_n）/(2×k_r)。

9.如權利要求1所述的光譜指數構造方法，其特征在于，所述500nm～910nm波段范圍的高光譜原始反射率數據是指光譜分辨率小于10nm波段寬度的光譜數據。