[發明專利]SISP指數探測小麥病害方法和SISP指數構建方法

有效

• 申請號: 202110568658.2
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113358613B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 競霞;閆菊梅;鄒琴
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/47
• 代理公司: 西安新創通知識產權代理事務所(普通合伙) 61267
• 代理人: 線飛祥

本發明公開了一種SISP指數探測小麥病害的方法，其包括：利用歸一化植被指數(NDVI)和重歸一化植被指數(RDVI)對日光誘導葉綠素熒光(SIF)和光化學指數(PRI)進行處理；利用SIF和PRI構建協同冠層SIF和PRI的SISP指數；利用步驟二中構建的SISP指數進行小麥條銹病的遙感探測。本發明還公開了一種SISP指數的構建方法，其包括對PRI除以RDVI²以及對冠層SIF乘以NDVI進而構建SIF與PRI數據協同的SISP指數。本發明利用NDVI和RDVI處理后的SIF和PRI構建的SISP指數，能夠減弱作物群體生物量對冠層SIF及PRI信號的影響，提高小麥條銹病的遙感監測精度。

技術領域

本發明涉及小麥條銹病遙感監測技術領域，具體是涉及一種SISP指數探測小麥病害方法和SISP指數構建方法。

背景技術

小麥條銹病是一種發病率高且危害范圍廣的氣傳真菌性病害，嚴重影響了小麥的安全生產，獲取小麥條銹病的發病狀況對其病害的防控具有重要意義。日光誘導葉綠素熒光(solar-induced chlorophyll fluorescence，SIF)是自然光條件下，植被吸收的光合有效輻射在滿足光合作用的情況下以長波(650～800nm)形式發射的葉綠素熒光信號，包含豐富的光合作用信息。當植物受到病害等外部脅迫時，SIF強度隨葉綠素在光能吸收、傳遞、轉換方面的效率而改變，被認為是反映植被光合功能受植物生理狀態及環境條件影響的敏感“探針”，能夠及時探測到植被光合生產力、生理狀況及受脅迫狀況等信息，廣泛應用于小麥條銹病、木薯花葉病以及高溫脅迫等遙感探測。

葉綠素熒光的發射和NPQ能量的耗散均能敏感反映植物受脅狀況及其光合性能，將與NPQ密切關聯的光化學指數PRI與SIF進行協同研究，能夠減弱葉綠素循環與類胡蘿卜素/葉綠素含量比值對PRI的貢獻，提高對植被冠層光合性能的評價能力。但是冠層SIF與PRI除了與植物生理過程有關外，還受冠層幾何結構等因素的綜合影響，而反射光譜信號對作物群體生物量具有較穩定的敏感光譜特征，能夠有效反映冠層幾何結構的變化。為了減弱群體生物量對冠層SIF與PRI信號的影響，進一步提高作物病害遙感探測精度，亟需構建一個新的高精度的指數。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供了一種SISP指數探測小麥病害的方法，其利用NDVI和RDVI處理后的SIF和PRI構建的SISP指數，能夠減弱作物群體生物量對冠層SIF及PRI信號的影響，提高小麥條銹病的遙感監測精度。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種SISP指數探測小麥病害方法，其特征在于，包括下列步驟：

步驟一、利用歸一化植被指數NDVI和重歸一化植被指數RDVI對日光誘導葉綠素熒光SIF和光化學指數PRI進行處理。

步驟二、利用步驟一中處理后的日光誘導葉綠素熒光SIF和光化學指數PRI數據構建了協同冠層SIF和PRI的光譜指數SISP。

所述協同冠層SIF和PRI的光譜指數SISP為：

式中：PRI為光化學指數；SI為反射率光譜指數；SIF為某一單波段SIF強度；NDVI為歸一化植被指數。

上述SISP指數探測小麥病害方法，其特征在于，所述某一單波段SIF強度是采用3FLD方法計算獲取的O₂-A波段的日光誘導葉綠素熒光SIF強度。

上述SISP指數探測小麥病害方法，其特征在于，所述反射率光譜指數SI具體的為重歸一化植被指數RDVI，則所述協同冠層SIF和PRI的光譜指數SISP為：

式中：PRI為光化學指數；RDVI為重歸一化植被指數；SIF_O2-A為O_2-A波段SIF強度；NDVI為歸一化植被指數。