[發明專利]一種小麥植株氮含量的高光譜測定方法

在審

• 申請號: 201811323853.3
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109187398A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 宋曉;黃紹敏;許端陽;張珂珂;郭斗斗;張水清;岳克;查菲娜
• 申請（專利權）人: 河南省農業科學院植物營養與資源環境研究所
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 李春芳

1.一種小麥植株氮含量的高光譜測定方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)試驗樣本：來自不同年份、地點、品種類型、施肥處理、種植密度、生育時期的小麥植株樣；

(2)數據采集：采用ASD Fieldspc FR2500光譜儀獲取小麥植株垂直角度光譜反射率，并加測土壤背景光譜；

(3)數據處理與模型篩選：對試驗采集的光譜數據，用挑選的15個常用光譜指數和1個新構建的光譜指數，采用SPSS17.0以及MATLAB software軟件進行數據處理；

(4)構建最合適的小麥植株氮含量監測模型；

(5)優化小麥植株氮含量監測模型；

(6)測試與檢驗小麥植株氮含量監測模型。

2.根據權利要求1所述的一種小麥植株氮含量的高光譜測定方法，其特征在于，所述步驟(1)中的不同年份分別是：2013年、2014年、2015年、2016年、2017年；不同地點分別是：全國潮土肥力和肥料效益長期監測試驗站-鄭州、開封、商水；不同品種分別是：松散型小麥(鄭麥9694、周麥18、開麥18)、直立型小麥(豫麥50、豫麥49-198、豫麥34)；不同施肥處理分別是：不施肥、施氮磷鉀肥、施有機肥和氮磷鉀肥、秸稈還田和配施氮磷鉀肥；不同密度分別是：90萬株/公頃、180萬株/公頃、360萬株/公頃；不同生育時期分別是：起身期、拔節期、開花期、成熟期。

3.根據權利要求1所述的一種小麥植株氮含量的高光譜測定方法，其特征在于，所述步驟(2)中的ASD Fieldspc FR2500光譜儀波段范圍是350～2500nm，視場角為25°，其中，350～1000nm波段范圍，光譜分辨率為3nm，采樣間隔為1.4nm；1000～2500nm波段范圍光譜分辨率為10nm，采樣間隔為2nm。

4.根據權利要求1所述的一種小麥植株氮含量的高光譜測定方法，其特征在于，所述步驟(3)中15個常用光譜指數分別是：GNDVI、SAVI、NDCI、NPCI、PRIc、Carter2、mND705、RI-1dB、DDNI、NDRE、NAOC、MTVI1、R705/(R717+R491)、(R780-R710)/(R780-R680)和(R924-R703+2*R423)/(R924+R703-2*R423)，1個新構建的光譜指數是：植被指數NDRE和水分指數FWBI構建的比值光譜指數，即抗水分氮指數WRNI：NDRE/FWBI。

5.根據權利要求1所述的一種小麥植株氮含量的高光譜測定方法，其特征在于，所述步驟(4)中小麥植株氮含量監測模型是根據WRNI建立的線性模型。

6.根據權利要求1所述的一種小麥植株氮含量的高光譜測定方法，其特征在于，所述步驟(5)中優化小麥植株氮含量監測模型過程中篩選的波段是725nm和735nm，優化后的指數為WRNI＝[(R735-R720)*R900]/[Rmin(930-980)*(R735+R720)]。

7.根據權利要求1所述的一種小麥植株氮含量的高光譜測定方法，其特征在于，所述步驟(6)中為了檢驗小麥植株氮含量監測模型的可靠性，通過均方根誤差、平均相對誤差、預測值與實際值線性回歸的決定系數R²來評價模型的精度和準確度，均方根誤差和平均相對誤差越小，則模型精度越高。