基于消費級近紅外相機(jī)的水稻葉片葉綠素(SPAD)分布問題研究.pdf

1、葉綠素是作物進(jìn)行光合作用有關(guān)的重要色素。實時準(zhǔn)確的獲取作物葉片的葉綠素水平，有利于掌握作物生長狀況，從而確?？茖W(xué)的栽培和施肥，對提高作物產(chǎn)量，實現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)有著非常重要的意義。諸如SPAD儀等傳統(tǒng)無損測量方法不能全面獲取作物葉綠素含量的分布，基于光譜技術(shù)的葉綠素反演方法雖然已經(jīng)日趨成熟，但葉綠素在作物體內(nèi)的分布、變化卻缺少可視化的表達(dá)，而及早地發(fā)現(xiàn)作物缺乏氮素初期引起的葉綠素性狀變化，將對實際的生產(chǎn)提供必要的幫助。因此本研究以生長期的水稻

2、地上部分為研究對象，提出一種基于消費級近紅外相機(jī)的水稻葉片葉綠素分布獲取方法，將光譜-葉綠素反演模型映射到水稻可見光和近紅外圖像上，得到水稻葉片葉綠素的二維分布，由此能夠直觀的觀察水稻的生長狀況，為快速、無損的低成本營養(yǎng)診斷提供了更多參考。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　本研究通過對普通單反相機(jī)加載近紅外濾波片獲取水稻多波段三個通道光譜信息，篩選最優(yōu)近紅外波段圖像，建立水稻預(yù)測模型，將反演結(jié)果映射到水稻圖像上，實現(xiàn)水稻葉綠素含量的直

3、觀描述。在篩選過程中，對比了單通道光譜信息和綜合通道信息對水稻葉綠素含量預(yù)測的影響，分析了不同植被指數(shù)和擬合模型對水稻葉綠素含量預(yù)測的效果，并比較了消費級近紅外單反相機(jī)成像方式和高光譜相機(jī)成像方式在葉綠素反演不同方面的優(yōu)劣。結(jié)果表明，相機(jī)成像通道對于葉綠素含量的預(yù)測影響，R通道＞G通道＞B通道。以單一植被指數(shù)建立的單因子預(yù)測模型中，GVI預(yù)測精度最高，R2=0.7851，預(yù)測水稻葉綠素含量的最優(yōu)波段是可見光綠光波段G和近紅外760nm（