[發明專利]基于高光譜技術的柑橘冠層含氮量預測與可視化的方法

有效

• 申請號: 201410084466.4
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN103940748A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 葉旭君;肖宇釗;李金夢;王巧男;何勇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于高光譜技術的柑橘冠層含氮量預測與可視化的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）采摘覆蓋不同葉齡在內的若干新鮮柑橘葉片樣品，獲取各樣品的高光譜圖像數據；

2）利用高光譜成像儀獲取柑橘的冠層高光譜圖像數據；

3）根據凱氏定氮法測得每個葉片樣品中的含氮量；

4）從各樣品的高光譜圖像數據中，提取每個樣品的平均反射光譜曲線；

5）在各樣品的高光譜圖像數據中，選取不同窄波段波長組(λn,λm)，利用每組波長在平均反射光譜曲線中對應的反射值(R_λn,R_λm)，計算雙波段植被指數再計算TVBI值與含氮量的相關性，選取相關性最高時對應的TVBI值和(λn,λm)；

6）根據所有葉片樣品相關性最高時對應的TVBI值和對應含氮量，建立含氮量預測模型；

7）根據所述的冠層高光譜圖像數據，計算波長為λn和λm時的TVBI值；

8）根據步驟6）中的含氮量預測模型反演冠層含氮量，并對得到含氮量數據進行歸一化處理，以歸一化后的含氮量數據作為冠層每個像素元的灰度強度顯示圖像，實現柑橘冠層葉片含氮量的可視化。

2.如權利要求1所述的基于高光譜技術的柑橘冠層含氮量預測與可視化的方法，其特征在于，在步驟3）中，將各樣品烘干至恒重后再測量每個葉片樣品中的含氮量。

3.如權利要求1所述的基于高光譜技術的柑橘冠層含氮量預測與可視化的方法，其特征在于，在步驟5）中，相關性最高時對應的TVBI值所在的波長組為λn=856nm，λm=811nm。

4.如權利要求3所述的基于高光譜技術的柑橘冠層含氮量預測與可視化的方法，其特征在于，在步驟6）中，所述的含氮量預測模型為

Y=-102.89X+2.0058

其中，X為相關性最高時對應的TVBI值，Y為含氮量。

5.如權利要求1所述的基于高光譜技術的柑橘冠層含氮量預測與可視化的方法，其特征在于，葉片樣品的采摘應處于植株旺盛的營養生長期。

6.如權利要求5所述的基于高光譜技術的柑橘冠層含氮量預測與可視化的方法，其特征在于，葉片樣品的高光譜圖像數據和冠層高光譜圖像數據中，光譜范圍均為380nm到1030nm，光譜分辨率為2.8nm。

7.如權利要求6所述的基于高光譜技術的柑橘冠層含氮量預測與可視化的方法，在步驟2）中，利用高光譜成像儀獲取的是柑橘冠層的原始RGB圖像，所述的冠層高光譜圖像數據為去除背景信息后的原始RGB圖像。