[發明專利]基于植被指數與稻花光譜信息的水稻遙感估產方法

在審

• 申請號: 202010535680.2
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111723984A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 王福民;姚曉萍;胡景輝;謝莉莉;鄭崛屹
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/02;G01N21/17;G01N21/55;G01N21/84
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 趙芳

1.一種基于植被指數與稻花光譜信息的水稻遙感估產方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1)水稻花期比值和差值光譜構建

利用水稻開花前后冠層光譜由于稻花出現引起的光譜特征差異，構建水稻花期比值光譜和水稻花期差值光譜，分別表示為：

R_ri(Blooming)＝R_i(Blooming)/R_0i(Blooming) (1)

R_di(Blooming)＝R_i(Blooming)-R_0i(Blooming) (2)

式中，R_ri(Blooming)為波長為i的花期反射率比值光譜，R_di(Blooming)為波長為i的花期反射率差值光譜，R_i(Blooming)為波長為i的花期反射率，R_0i(Blooming)為開花前一天波長為i的反射率；

2)基于水稻花期比值和差值光譜的水稻花期導數光譜構建

利用水稻花期比值光譜和水稻花期差值光譜構建水稻花期比值導數光譜和水稻花期差值導數光譜，公式如下:

ρ’_ri(Blooming)＝(R_ri(Blooming)-R_{r(i-1)(Blooming)})/Δγ (3)

ρ’_di(Blooming)＝(R_di(Blooming)-R_{d(i-1)(Blooming)})/Δγ (4)

式中，ρ’_ri(Blooming)為波長i的水稻花期比值光譜導數光譜，ρ’_di(Blooming)為波長i的水稻花期差值光譜導數光譜，R_ri(Blooming)為波長為i的花期反射率比值光譜，R_{r(i-1)(Blooming)}為波長i的下個波長i-1的水稻花期比值光譜，R_di(Blooming)為波長為i的花期反射率差值光譜，R_{d(i-1)(Blooming)}為波長i的下個波長i-1的水稻花期差值光譜，Δγ波長i與波長i-1直接的波長范圍；

3)基于花期特征光譜的水稻估產敏感波段選擇

分別計算上述水稻花期比值和差值光譜、水稻花期比值導數光譜和水稻花期差值導數光譜與水稻產量的相關系數，選擇出相關系數最高的花期比值/差值波段作為敏感波段；

4)基于植被指數和稻花光譜信息的水稻估產模型構建

將花期光譜信息和多生育期植被指數作為因變量，花期光譜信息包括水稻花期比值導數光譜和水稻花期差值導數光譜，以水稻產量作為自變量，建立估產模型如下：

Y＝f(ρ’_di(Blooming),ρ’_ri(Blooming),NDVI_(Heading),NDVI_(Filling)) (5)

式中，Y為水稻產量,ρ’_di(Blooming)、ρ’_ri(Blooming)、NDVI_(Heading)、NDVI_(Filling)分別為水稻花期差值導數光譜、水稻花期比值導數光譜、抽穗期植被指數、灌漿期植被指數；

5)估產精度驗證

將目標田塊的,ρ’_di(Blooming)、ρ’_ri(Blooming)、NDVI_(Heading)、NDVI_(Filling)帶入到模型(5)獲得估測水稻產量Y_估測，利用公式(6)進行估產精度驗證；

RE＝|Y_估測-Y_實測|/Y_實測×100％ (6)

式中，RE為估產相對誤差，Y_估測為目標田塊通過模型估測的水稻產量，Y_實測為目標田塊實際測量的水稻產量。