[發明專利]一種土壤背景干擾下小麥葉層氮含量光譜監測模型及建模方法

有效

• 申請號: 201310227380.8
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103293111A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 姚霞;朱艷;任海建;田永超;曹衛星;孫傳范
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;傅婷婷

1.一種土壤背景干擾條件下的小麥葉層氮含量光譜監測模型，其特征為：將野外高光譜輻射儀采集到的小麥冠層葉片與土壤背景的混合反射光譜數據、以及通過數碼相機獲取的小麥田間植被覆蓋度，與小麥冠層葉片氮含量數據相融合，構建土壤背景干擾下的最佳光譜參數NDVI_FVcover[NDVI(R₁,R₂)/(1+FV_cover)]，提取小麥葉層氮含量敏感波段λ₁=513nm、λ₂=481nm，建立小麥葉層氮含量監測模型：Y=-29.025NDVI_FVcover(R₅₁₃,R₄₈₁)+4.9613。

2.一種土壤背景干擾條件下的小麥葉層氮含量光譜監測模型的建模方法，其特征在于包含如下步驟：

1）獲取數據：使用野外高光譜輻射儀采集小麥田間冠層光譜數據，通過數碼相機獲取小麥植被覆蓋度，采用凱氏定氮法測定小麥冠層葉片氮含量；

2）構建光譜參數：將獲取的田間小麥植被覆蓋度FV_cover修訂歸一化植被指數NDVI，構建覆蓋度調節歸一化光譜參數NDVI_Fvcover：

NDVI_FVcover={(R_λ1-R_λ2)/(R_λ1+R_λ2)}/(1+FV_cover)

式中NDVI_FVcover光譜參數由350-2500nm任意兩波段組合構建，R_λ1為波段λ1的反射率,R_λ2波段λ2的反射率，FV_cover為小麥植被覆蓋度；

3）確定特征波段：將NDVI_FVcover光譜參數與小麥葉層氮含量建立線性模型，對模型決定系數排序和誤差排序，尋找決定系數最大和誤差較小的最佳波段組合，確定為特征最佳波段；

4）建立監測模型：利用構建的特征波段和光譜參數，在全生育期建立小麥葉層氮含量光譜監測模型：

Y=-29.025NDVI_FVcover(R_λ1,R_λ2)+4.9613。

5）檢驗模型：使用獨立年份小麥試驗數據評估模型的準確性和穩定性，采用復相關系數平方R²、相對均方根差RRMSE對模型進行綜合評價:

RRMSE=1n×Σi=1n(Pi-Qi)2×100Qi‾.]]>

3.根據權利要求2所述的建模方法，其特征為：步驟1）中樣本來自不同種植密度和不同施氮水平的小麥試驗；所述的不同種植密度為條播，行距為：45cm，40cm，35cm，30cm，25cm，20cm；所述的不同施氮水平為150kg·hm²，225kg·hm²，300kg·hm²。

4.根據權利要求2所述的建模方法，其特征為：步驟1）中田間小麥冠層光譜采集采用野外高光譜輻射儀，波段范圍為350～2500nm；環境條件為天氣晴朗、無風；時間為10：00-14：00。