一種棗樹冠層葉綠素b含量的檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種棗樹冠層葉綠素b含量的檢測方法，包括以下步驟：選擇晴朗、無云或少量云層、風(fēng)力小于3級的天氣采集棗樹冠層的高光譜信息。對高光譜數(shù)據(jù)進行多元散射校正后，采用小波降噪與平滑處理。提取待測定葉綠素b含量棗樹冠層的470、610、645、652、663、985、1160nm波長的光譜反射率值；將各光譜反射率值代入檢測模型，計算得到棗樹冠層的葉綠素b含量。本發(fā)明具有無污染、操作簡便、快速精確的特點，適合推廣應(yīng)用。
【專利說明】
-種専樹冠層葉綠素 b含量的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于植物培育工程技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種葉綠素 b含量的檢測方法，具體地 說，設(shè)及一種要樹冠層葉綠素 b含量的檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 葉綠素 b是要樹生長必不可少的營養(yǎng)元素，快速獲取葉綠素 b信息是監(jiān)測要樹生長 發(fā)育及品質(zhì)保證的前提?，F(xiàn)有技術(shù)總的要樹冠層葉綠素 b含量的檢測方法需要配制化學(xué)試 劑，測定過程中化學(xué)尾液排放對環(huán)境的污染和對人體的傷害，而且存在操作步驟繁瑣，檢測 時間長的缺陷。目前現(xiàn)有技術(shù)中急需一種無污染、操作簡便、快速精確的要樹冠層葉綠素 b 含量的檢測方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提出了一種無污染、操作簡便、快速精確 的要樹冠層葉綠素 b含量的檢測方法，該方法實現(xiàn)了要樹冠層葉綠素 b含量的快速準(zhǔn)確檢 ，不需要配制任何化學(xué)試劑，避免了測定過程中化學(xué)尾液排放對環(huán)境的污染和對人體的 傷害，同時也大大簡化了操作步驟，縮短了檢測時間，能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大面積要園短時間 內(nèi)要求獲取冠層葉綠素 b含量數(shù)據(jù)的需求，為要樹田間管理中葉綠素 b肥的精準(zhǔn)施用提供了 快速獲取施肥量依據(jù)的手段。
[0004] 其技術(shù)方案如下：
[0005] -種要樹冠層葉綠素 b含量的檢測方法，包括W下步驟：
[0006] (1)選擇晴朗、無云或少量云層、風(fēng)力小于3級的天氣采集所需測定葉綠素 b含量要 樹冠層的高光譜信息。
[0007] (2)對高光譜數(shù)據(jù)進行多元散射校正后，采用小波降噪，再進行平滑處理。
[000引 （3)提取待測定葉綠素 b含量要樹冠層的470、610、645、652、663、985、1160醒波長 的光譜反射率值。
[0009] (4)將各波長的反射率值代入要樹冠層葉綠素 b含量檢測模型：
[0010] y = 0.53796-30.89546X1~44.00625x2+506.2439x3-735.3674x4+289.2066X5- 4.507388x6+8.1820^X7
[ocm]其中，y為要樹冠層葉綠素 b含量，單位為mg/g，Xl、X2、X3、X4、X日、X6、X7分別為要樹冠 層在470、610、645、652、663、985、116011111波段的反射率值。
[0012] 優(yōu)選地，步驟（1)中所述的要樹冠層的高光譜信息采集，采集時探頭必需垂直向 下，且需對準(zhǔn)冠層中屯、，探頭距冠層1米高度。
[0013] 優(yōu)選地，步驟（1)中所述的要樹冠層的高光譜信息采集，其采集時間為北京時間 11:00-15:00。
[0014] 優(yōu)選地，步驟(2)中所述平滑處理方法為Savitzky-Golay Smoothing,平滑窗口為 7。
[0015] 優(yōu)選地，步驟(4)中所述的470、610、645、652、663、985、1160加1波長的光譜反射率 值，為同一冠層所測的10次重復(fù)的反射率平均后并經(jīng)過多元散射校正、小波降噪和平滑處 理后的值。
[0016] 本發(fā)明的有益效果為：
[0017] 本發(fā)明實現(xiàn)了要樹冠層葉綠素 b含量的快速準(zhǔn)確檢測，不需要配制任何化學(xué)試劑， 避免了測定過程中化學(xué)尾液排放對環(huán)境的污染和對人體的傷害，同時也大大簡化了操作步 驟，縮短了檢測時間，能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大面積要園短時間內(nèi)要求獲取冠層葉綠素 b含量數(shù) 據(jù)的需求，為要樹田間管理中葉綠素 b肥的精準(zhǔn)施用提供了快速獲取施肥量依據(jù)的手段。該 方法具有無污染、操作簡便、快速精確的特點，適合推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0018] 圖1為要樹冠層葉綠素 b含量檢測值與真實值的擬合程度。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細(xì)地說明。
[0020] -種要樹冠層葉綠素 b含量的檢測方法，包括W下步驟：
[0021] (1)測定待檢測葉綠素 b含量的要樹冠層的高光譜信息，選擇晴朗無云或少云且風(fēng) 力小于3級的天氣進行，本實例的具體測定時間為2015年8月21日，高光譜信息采集時間為 北京時間13:00-15:00,高光譜信息采集儀器為美國ASD公司生產(chǎn)的FieldSpec 4便攜式地 物光譜儀，高光譜信息采集時探頭垂直向下，距離冠層1米高度，每個冠層采集10條光譜曲 線，10條曲線的平均值為該冠層的最終反射率值。本實例共采集了 54個要樹冠層的高光譜 信息。
[0022] (2)對采集的54條光譜曲線進行多元散射校正后、小波降噪與平滑處理。
[0023] (3)提取每條曲線470、610、645、652、663、985、116011111波長的光譜反射率值。
[0024] (4)將每條曲線470、610、645、652、663、985、1160醒波長的光譜反射率值代入要樹 冠層葉綠素 b含量檢測模型：
[0025] y = 0.53796-30.89546X1~44.00625x2+506.2439x3-735.3674x4+289.2066x5- 4.507388x6+8.1820^X7
[002引其中，y為要樹冠層葉綠素 b含量，單位為111旨/旨，義1、義2、扣、尚、化、》5、義7分別為要樹冠 層在470、610、645、652、663、985、116011111波段的反射率值。
[0027] (5)表1是利用室內(nèi)化學(xué)測定法獲取的要樹冠層葉綠素 b含量的真實值與利用上述 要樹冠層葉綠素 b含量檢測模型得到的檢測值的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，由表1可W看出，真實值與檢測 值二者的平均值、最大值、最小值比較相近;圖1是要樹冠層葉綠素 b含量檢測值與真實值的 擬合程度。真實值與檢測值之間的決定系數(shù)（R2)達(dá)到0.54,均方根誤差（RMSE)僅有 0.124mg/g，平均相對誤差(MRE)只有13.04%，標(biāo)準(zhǔn)差與均方根誤差比（RPD)達(dá)到1.52。綜 上，說明模型具有一定精度的預(yù)測能力。該結(jié)果表明，本發(fā)明的方法可W較高精度、快速的 檢測要樹冠層葉綠素 b含量。
[0028] 表1要樹冠層葉綠素 b的真實值與檢測值統(tǒng)計(n = 50)
[0029]
[0030] W上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，本發(fā)明的保護范圍不限于此，任何熟 悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡 單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種棗樹冠層葉綠素 b含量的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 選擇晴朗、無云或少量云層、風(fēng)力小于3級的天氣采集所需測定葉綠素 b含量棗樹冠 層的高光譜信息； (2) 對高光譜數(shù)據(jù)進行多元散射校正后，采用小波降噪，再進行平滑處理； (3) 提取待測定葉綠素 b含量棗樹冠層的470、610、645、652、663、985、1160腦波長的光 譜反射率值； (4) 將各波長的反射率值代入棗樹冠層葉綠素 b含量檢測模型： y=0.53796-30.89546x1-44.00625x2+506.2439x3-735.3674x4+289.2066x5-4.507388x6+8.182025x7 其中，y為率樹冠層葉綠素 b含量，單位為11^/^，11、12、13、14、15、16、17分別為率樹冠層在 470、610、645、652、663、985、1160歷波段的反射率值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的棗樹冠層葉綠素 b含量的檢測方法，其特征在于，步驟(1)中所 述的棗樹冠層的高光譜信息采集，采集時探頭必需垂直向下，且需對準(zhǔn)冠層中心，探頭距冠 層1米高度。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的棗樹冠層葉綠素 b含量的檢測方法，其特征在于，步驟(1)中所 述的棗樹冠層的高光譜信息采集，其采集時間為北京時間11:00-15:00。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的棗樹冠層葉綠素 b含量的檢測方法，其特征在于，步驟(2)中所 述平滑處理方法為Savitzky-Golay Smoothing，平滑窗口為7。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的棗樹冠層葉綠素 b含量的檢測方法，其特征在于，步驟(4)中所 述的470、610、645、652、663、985、116011111波長的光譜反射率值，為同一冠層所測的10次重復(fù) 的反射率平均后并經(jīng)過多元散射校正、小波降噪和平滑處理后的值。
【文檔編號】G01N21/25GK105954207SQ201610361783
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】彭杰, 牛建龍, 竇中江, 陳兵, 王瓊
【申請人】塔里木大學(xué)