CN102269570A - 一种基于冠层多光谱的烤烟最大叶长和最大叶宽的测定方法 - Google Patents

一种基于冠层多光谱的烤烟最大叶长和最大叶宽的测定方法 Download PDF

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王建伟
张艳玲
张仕祥
梁太波
过伟民
刘阳
魏春阳
薛超群
周汉平
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Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
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Abstract

一种基于冠层光谱的烤烟最大叶长和最大叶宽的测定方法，其特征在于：采用多光谱辐射计对团棵期到现蕾前期的烤烟冠层光谱进行测定，构建植被指数，并测定对应烟株全株叶片叶长和叶宽，运用统计学方法建立利用冠层光谱参数反演烤烟最大叶长和最大叶宽的模型，测定待测样本的冠层光谱参数，输入模型，进而实现对烤烟最大叶长和最大叶宽的测定。本方法与背景技术相比有以下优势：1.客观性强；2.人为误差小；3.劳动强度低。4.只需获得550nm和1050nm两通道的数据就可以完成测定，数据处理方法和过程简便。

Description

一种基于冠层多光谱的烤烟最大叶长和最大叶宽的测定方法
技术领域
本发明涉及烤烟最大叶长和最大叶宽的测定，尤其涉及利用冠层多光谱参数测定烤烟最大叶长和最大叶宽的方法。
背景技术
烤烟叶长和叶宽是烤烟农艺性状调查的重要指标。由于烤烟叶片数较多，在实际操作中最大叶长和最大叶宽应用相对较多。最大叶长和最大叶宽能一定程度上反映烤烟的长势，对烤烟的肥料运筹有一定的指导意义。烤烟最大叶长和最大叶宽的传统测定首先需要通过主观判断出符合条件的叶片，然后按照中华人民共和国烟草行业标准-烟草农艺性状调查方法YC/T142-1998的规定（叶长为自茎叶连接处至叶尖的直线长度，宽度为以叶面最宽处与主脉的垂直长度）对叶长和叶宽进行测定得到最大叶长和最大叶宽。这种方法的缺点：1.在选定叶片时有一定的主观性；2.长度和宽度的测定需要人为完成，容易增加测定误差；3.受制于烟株高度，操作者大多需要弯腰才能完成测定。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种客观性强、人为误差小、劳动强度低的烤烟最大单叶面积测定方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明的基于冠层光谱的烤烟最大叶长和最大叶宽的测定方法，是采用多光谱辐射计对团棵期到现蕾前期的烤烟冠层光谱进行测定，构建植被指数，并按照中华人民共和国烟草行业标准-烟草农艺性状调查方法YC/T142-1998中的规定对对应植株的全株叶长和叶宽进行测定，利用统计学方法建立利用冠层光谱参数反演烤烟最大长和叶宽的模型。测定待测样本的冠层光谱参数，输入模型，进而实现对烤烟最大叶长和最大叶宽的测定。
上述测定方法具体步骤如下：
1.校正样本光谱数据库的建立。选取有代表性烤烟植株，测定其团棵期到现蕾前期的冠层光谱。具体操作方式：采用MSR16光谱辐射计进行，测定前进行标定，共16个波段，其具体波段设置为：460/500/550/600/650/670/730/780/800/850/950/1050/1100/1200/1260/1480 nm，仪器视场角31.1°。光谱测定在晴朗无云或少云的天气条件下进行，测定时间为10：00-14：00，测定时探头垂直向下，距离冠层高度1.0-1.5m, 每重复测量1点，每点测定3次，以3次重复的平均值为一点的冠层光谱参数。将校正样本冠层光谱原始反射率录入数据库。并利用原始冠层光谱反射率构建差值植被指数（DVI）比值植被指数（RVI）和归一化植被指数（NDVI）。
RVI(λ1, λ2)=ρλ1/ρλ2，
DVI(λ1, λ2)=∣ρλ1-ρλ2∣，
NDVI(λ1, λ2)=∣ρλ1-ρλ2∣/(ρλ1+ρλ2) ，其中 ρ 为反射率，λ 为波长。
2.校正样本烤烟最大叶长和最大叶宽测定。结合步骤1，在测定校正样本冠层光谱数据后，按照中华人民共和国烟草行业标准-烟草农艺性状调查方法YC/T142-1998的规定测定对应烟株全株叶片叶长和叶宽，从中选取最大叶长和最大叶宽。
3.预测模型的构建。采用统计方法分析冠层光谱参数与最大叶长、最大叶宽的定量关系，通过比较拟合方程的决定系数，构建模型如下：
模型Ⅰ. 最大叶长cm=119.47×NDVI(1050,550)1.1497(n=45,R2=0.935**)
其中n为参与预测模型构建的样本量，R2为决定系数，**表示模型具有极显著意义
模型Ⅱ 最大叶宽cm=44.861×NDVI(1050,550)0.6463(n=45,R2=0.747**)
其中n为参与预测模型构建的样本量，R2为决定系数，**表示模型具有极显著意义
4.预测模型的检验。在烤烟团棵期到现蕾前期，随机选取45株，按照步骤1描述方法测定冠层光谱；按照步骤2测定烤烟最大叶长和最大叶宽；将冠层光谱参数代入步骤3中构建的预测模型Ⅰ和模型Ⅱ，分别输出烤烟最大叶长和最大叶宽。根据实测最大叶长和最大叶宽与预测值对模型进行检验。经计算，模型                                                
Figure 2011101080419100002DEST_PATH_IMAGE001
的预测值与实测值拟合曲线决定系数为0.929，模型Ⅱ的预测值与实测值拟合曲线决定系数为0.669。
5.待测样本冠层光谱的测定。在烤烟团棵期到现蕾前期，按照步骤1中描述的校正样品冠层光谱的采集方法对待测样品的冠层光谱数据进行测定。
6.待测样本最大叶长和最大叶宽的测定。按照步骤1描述的方法对测定样品的冠层多光谱进行测定，并将待测样品的NDVI(1050,550)输入步骤3所建模型Ⅰ和模型Ⅱ，分别得出待测样本的最大叶长和最大叶宽。
我们把通过步骤1-6完成的烤烟最大叶长和最大叶宽的测定统称为“一种基于冠层多光谱的烤烟最大叶长和最大叶宽测定方法”。本方法与背景技术相比有以下优势：1. 客观性强；2.人为误差小；3.劳动强度低。4. 只需获得550nm和1050nm两通道的数据就可以完成测定，数据处理方法和过程简便。
附图说明
附图1为本方法的结构示意图；
附图2为预测模型的构建示意图；
附图3为预测模型的检验示意图。
具体实施方式
本发明结合以下应用实例做进一步描述。
2009年6月17日11：30，在河南省方城县国家优质烟叶生产基地，利用MSR16多光谱辐射计对烟株冠层光谱进行了测定，共测定3次，以3次重复的平均值为该烟株的冠层光谱参数。冠层光谱测定结果显示，ρ550=11.25%，ρ1050=46.20%，经计算其NDVI(1050,550)=0.6085，将其输入所建模型：
最大叶长cm=119.47×0.60851.1497
最大叶宽cm=44.861×NDVI(1050,550)0.6463
分别得到该烟株最大叶长为67.28cm，最大叶宽为32.54cm。

Claims (3)

1.一种基于冠层光谱的烤烟最大叶长和最大叶宽的测定方法，其特征在于：采用多光谱辐射计对团棵期到现蕾前期的烤烟冠层光谱进行测定，构建植被指数，并测定对应烟株全株叶片叶长和叶宽，运用统计学方法建立利用冠层光谱参数反演烤烟最大叶长和最大叶宽的模型，测定待测样本的冠层光谱参数，输入模型，进而实现对烤烟最大叶长和最大叶宽的测定。
2.根据权利要求1所述的基于冠层光谱的烤烟最大叶长和最大叶宽的测定方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：
1.）校正样本光谱数据库的建立，选取有代表性烤烟植株，测定其团棵期到现蕾前期的冠层光谱，将校正样本冠层光谱原始反射率录入数据库，并利用原始冠层光谱反射率构建差值植被指数（DVI）比值植被指数（RVI）和归一化植被指数（NDVI）
RVI(λ1, λ2)=ρλ1/ρλ2，
DVI(λ1, λ2)=∣ρλ1-ρλ2∣，
NDVI(λ1, λ2)=∣ρλ1-ρλ2∣/(ρλ1+ρλ2) ，其中 ρ 为反射率，λ 为波长；
2.）校正样本烤烟最大叶长和最大叶宽测定，结合步骤1），在测定校正样本冠层光谱数据后，按照中华人民共和国烟草行业标准-烟草农艺性状调查方法YC/T142-1998的规定测定对应烟株全株叶片叶长和叶宽，从中选取最大叶长和最大叶宽；
3.）预测模型的构建，采用统计方法分析冠层光谱参数与最大叶长、最大叶宽的定量关系，通过比较拟合方程的决定系数，构建模型如下：
模型Ⅰ. 最大叶长cm=119.47×NDVI(1050,550)1.1497(n=45,R2=0.935**)
其中n为参与预测模型构建的样本量，R2为决定系数，**表示模型具有极显著意义
模型Ⅱ 最大叶宽cm=44.861×NDVI(1050,550)0.6463(n=45,R2=0.747**)
其中n为参与预测模型构建的样本量，R2为决定系数，**表示模型具有极显著意义；
4.）预测模型的检验，在烤烟团棵期到现蕾前期，随机选取45株，按照步骤1）描述方法测定冠层光谱；按照步骤2）测定烤烟最大叶长和最大叶宽；将冠层光谱参数代入步骤3）中构建的预测模型Ⅰ和模型Ⅱ，分别输出烤烟最大叶长和最大叶宽，根据实测最大叶长和最大叶宽与预测值对模型进行检验，经计算，模型                                                的预测值与实测值拟合曲线决定系数为0.929，模型Ⅱ的预测值与实测值拟合曲线决定系数为0.669；
5.）待测样本冠层光谱的测定，在烤烟团棵期到现蕾前期，按照步骤1中描述的校正样品冠层光谱的采集方法对待测样品的冠层光谱数据进行测定；
6.）待测样本最大叶长和最大叶宽的测定，按照步骤1描述的方法对测定样品的冠层多光谱进行测定，并将待测样品的NDVI(1050,550)输入步骤3所建模型Ⅰ和模型Ⅱ，分别得出待测样本的最大叶长和最大叶宽。
3.根据权利要求2所述的基于冠层光谱的烤烟最大叶长和最大叶宽的测定方法，其特征在于：测定团棵期到现蕾前期的烤烟冠层光谱的具体操作方式是：采用MSR16光谱辐射计进行，测定前进行标定，共16个波段，其具体波段设置为： 460/500/550/600/650/670/730/780/800/850/950/1050/1100/1200/1260/1480 nm，仪器视场角31.1°，光谱测定在晴朗无云或少云的天气条件下进行，测定时间为10：00-14：00，测定时探头垂直向下，距离冠层高度1.0-1.5m, 每重复测量1点，每点测定3次，以3次重复的平均值为一点的冠层光谱参数。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105091756A (zh) * 2015-08-31 2015-11-25 中国烟草总公司广东省公司 一种烟叶分级中烟叶长度的检测方法
CN111898807A (zh) * 2020-07-14 2020-11-06 云南省烟草农业科学研究院 一种基于全基因组选择烟叶产量预测方法及应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1397961A1 (de) * 2002-09-11 2004-03-17 Hauni Maschinenbau AG Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Länge und/oder des Durchmessers von Filterstäben
CN101762463A (zh) * 2009-12-16 2010-06-30 中国烟草总公司郑州烟草研究院 一种基于冠层多光谱的烤烟鲜烟叶叶绿素含量测定方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1397961A1 (de) * 2002-09-11 2004-03-17 Hauni Maschinenbau AG Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Länge und/oder des Durchmessers von Filterstäben
CN101762463A (zh) * 2009-12-16 2010-06-30 中国烟草总公司郑州烟草研究院 一种基于冠层多光谱的烤烟鲜烟叶叶绿素含量测定方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王建伟 等: "不同施氮条件下烤烟叶面积系数与冠层光谱参数的相关性", 《烟草科技》 *
王建伟 等: "烤烟叶面积系数与冠层反射光谱指数的定量关系", 《烟草科技》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105091756A (zh) * 2015-08-31 2015-11-25 中国烟草总公司广东省公司 一种烟叶分级中烟叶长度的检测方法
CN111898807A (zh) * 2020-07-14 2020-11-06 云南省烟草农业科学研究院 一种基于全基因组选择烟叶产量预测方法及应用
CN111898807B (zh) * 2020-07-14 2024-02-27 云南省烟草农业科学研究院 一种基于全基因组选择烟叶产量预测方法及应用

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