[發明專利]水稻地上部碳氮比遙感反演模型和方法

在審

• 申請號: 202010772391.4
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111855591A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 姜曉劍;鐘平;邵文奇;陳青春;吳瑩瑩
• 申請（專利權）人: 淮陰師范學院
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/55;G01N31/00;G01N33/00;G06F30/27;G06F17/16
• 代理公司: 上海大視知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31314
• 代理人: 顧小偉

本發明提供一種水稻地上部碳氮比遙感反演模型，水稻地上部碳氮比遙感反演模型為Python語言的極端隨機樹模型，并進一步提供了該極端隨機樹模型的模型參數。還提供了水稻地上部碳氮比遙感反演方法。本發明的水稻地上部碳氮比遙感反演模型能夠快速、準確的獲取水稻地上部碳氮比信息，克服水稻組分復雜帶來的光譜疊加效應造成的水稻地上部碳氮比特征波段難以確定的困難，大大提高水稻地上部碳氮比反演模型精度，設計巧妙，計算簡便，易于實現，成本低，適于去大規模推廣應用。

技術領域

本發明涉及農業遙感技術領域，特別涉及水稻地上部碳氮比測量技術領域，具體是指一種水稻地上部碳氮比遙感反演模型和方法。

背景技術

水稻地上部碳氮比是水稻地上部碳含量和氮含量的比值，反映水稻植株內碳氮代謝的重要診斷指標。水稻地上部碳氮比是農業生態以及全球變化領域廣泛考慮的重要因子，是各種生態模型的重要輸入參數。水稻地上部碳氮比受水稻光合能力、環境溫度以及肥水等因素的影響，反映了水稻生理、長勢以及肥水狀況。

監測水稻地上部碳氮比，不僅可以保證水稻生產的產量和品質，同時能夠動態管理水稻的水肥施用，減少水稻生產中水肥的使用量，從而產生顯著的經濟和社會效益(薛利紅,楊林章,范小暉.基于碳氮代謝的水稻氮含量及碳氮比光譜估測[J].作物學報,2006,032(003):430-435)。傳統的水稻地上部碳氮比的監測主要采用破壞性采樣的方法，需要在室內進行測定，需要投入大量的人力，費時費力，且時效性差，無法及時的獲取水稻的地上部碳氮比，難以推廣應用和快速獲取其信息。

水稻的生理生化過程中，植株體內某些特定物質和細胞結構的變化，導致了水稻反射光譜的改變。因此，可以用光譜的變化來獲取水稻地上部碳氮比等生長信息(周冬琴.基于冠層反射光譜的水稻氮素營養與籽粒品質監測[D].南京農業大學,2007)。目前，使用高光譜來監測水稻的生長狀態已經在作物生長監測中得到了應用。隨著光譜技術的發展和普及，使用光譜可以快捷迅速的獲取水稻地上部碳氮比信息已經成為越來越多水稻生產從業者和研究人員的共識。最常用的方式是使用便攜式全波段光譜儀獲取水稻生長信息，選擇能夠反映地上部碳氮比的特征波段構建反演模型。在構建水稻地上部碳氮比反演模型的過程中，使用了全波段光譜儀所測定的光譜范圍涵蓋了350nm～2500nm，然而水稻組分復雜，組分光譜特征波段部分重疊，水稻地上部碳氮比特征光譜的確定困難，同時高光譜數據的快速處理成為基于高光譜數據估測水稻地上部碳氮比的亟待解決的技術問題。

因此，希望提供一種水稻地上部碳氮比遙感反演模型，其能夠快速、準確的獲取水稻地上部碳氮比信息，克服水稻組分復雜帶來的光譜疊加效應造成的水稻地上部碳氮比特征波段難以確定的困難，大大提高水稻地上部碳氮比反演模型精度。

發明內容

為了克服上述現有技術中的缺點，本發明的一個目的在于提供一種水稻地上部碳氮比遙感反演模型，其能夠快速、準確的獲取水稻地上部碳氮比信息，克服水稻組分復雜帶來的光譜疊加效應造成的水稻地上部碳氮比特征波段難以確定的困難，大大提高水稻地上部碳氮比反演模型精度，適于大規模推廣應用。

本發明的另一目的在于提供一種水稻地上部碳氮比遙感反演模型，其設計巧妙，計算簡便，易于實現，成本低，適于大規模推廣應用。

本發明的另一目的在于提供一種水稻地上部碳氮比遙感反演方法，其能夠快速、準確的獲取水稻地上部碳氮比信息，克服水稻組分復雜帶來的光譜疊加效應造成的水稻地上部碳氮比特征波段難以確定的困難，大大提高水稻地上部碳氮比反演精度，適于大規模推廣應用。

本發明的另一目的在于提供一種水稻地上部碳氮比遙感反演方法，其設計巧妙，操作簡單方便，成本低，適于大規模推廣應用。