[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

一種基于植被指數與稻花光譜信息的水稻遙感估產方法，所述方法包括以下步驟：1)水稻花期比值和差值光譜構建；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；3)基于花期特征光譜的水稻估產敏感波段選擇；4)基于多生育期植被指數和花期光譜信息的水稻估產模型構建；5)估產精度驗證。本發明綜合考慮了植被指數和開花期光譜信息，利用了水稻穎花數與產量的直接關系，為農作物精準估產提供了一種新的思路和方法。

技術領域

本發明利用遙感技術獲取的農作物反射率信息提取重點生育期植被指數，并結合開花前及花期間每日水稻冠層光譜數據的差值和比值光譜設計出了一種基于植被指數與稻花光譜信息的水稻遙感估產方法，實現農作物的田間精確估產。

背景技術

糧食供給的穩定與社會經濟的發展密切相關，糧食生產安全歷來也是各個國家高度重視得問題。急劇增加的人口數量、耕地面積的減少、水資源污染和水資源短缺、環境的惡化、全球氣候的變暖，嚴重影響農業生產和危及糧食安全。糧食安全目前已成為許多國家和地區的面臨的最大的挑戰。在當今復雜多變條件下，精準地糧食產量信息獲取對于國家糧食安全、農業政策的制定、國家糧食價格的調控、水資源的合理調配具有重要的指導意義。

水稻穎花數與水稻最終產量有著密切聯系，水稻開花前后會引起水稻冠層光譜特征的直接變化，通過分析開花前及花期間每日無人機光譜數據之差值、比值可以得到穎花的監測敏感波段與開放過程的動態響應規律，因此利用花期監測數據一定程度上可以改善生育期植被指數的水稻估產模型。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種基于植被指數結合水稻花期信息的水稻遙感估產方法，充分利用水稻開花前后光譜差異定量化水稻穎信息，進而將其引入到傳統的基于多生育期植被指數的估產模型中，構建綜合考慮了植被指數和開花期光譜信息的水稻估產方法，為農作物精準估產提供了一種新的思路和方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種基于植被指數結合開花期信息的無人機水稻遙感估產方法，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)