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专利号: 2021112943641
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于光谱波段重叠分离的叶片叶绿素a、b含量反演方法,其特征在于:步骤一、对被测叶片进行高光谱反射率采集,采集的数据包括650nm波段反射率R650、700nm波段反射率R700、消除叶片结构影响的近红外波段反射率Rw;

步骤二、基于高光谱反射率伪吸收的类吸收特性计算被测叶片中叶绿素a含量Ca、叶绿素b含量Cb如下:

Ca=51.6537*ln(Rw/R700)‑16.9038*ln(Rw/R650)‑6

Cb=6.8585*ln(Rw/R650)‑2.2740*10 *ln(Rw/R700)。

2.根据权利要求1所述的一种基于光谱波段重叠分离的叶片叶绿素a、b含量反演方法,其特征在于:650nm、700nm波长分别对应叶绿素a、b的筛选波段,波段过程如下:(1)将叶绿素a、b的筛选波段分别设定为波段i、j;建立i、j波段的伪吸收系数A、B的表达式如下:

A=ln(Rw/Ri)

B=ln(Rw/Rj)

其中,Ri为i波段的叶片反射率;Rj为j波段的叶片反射率;

分别建立叶绿素a、b的伪吸收系数A、B与叶绿素a、b含量Ca、Cb关系式如下:其中,γai,γbi,γaj,γbj分别是叶绿素a、b在波段i、j下的伪吸收系数;

(2)对多片叶片分别进行光谱数据采集和叶绿素a、b含量实际值测定;

(3)在遍历计算600nm‑720nm范围内任意两整数波段组合的伪吸收系数并分别拟合叶绿素a、b含量;然后计算所有波段组合下叶绿素a、b含量预测值的RMSE;通过叶绿素a、b含量实际值与预测值之间的RMSE分析,分别选定叶绿素a、b的筛选波段;利用所得的筛选波段和前述叶绿素a、b的伪吸收系数A、B与叶绿素a、b含量Ca、Cb关系式,获得叶绿素a含量Ca、叶绿素a含量Cb的表达式。

3.根据权利要求2所述的一种基于光谱波段重叠分离的叶片叶绿素a、b含量反演方法,其特征在于:叶绿素a、b含量实际值测定的具体过程如下:取相同面积的叶子放入离心管,向离心管中加入甲醇和乙醇的混合溶液;然后,将离心管放置在暗室中静置;用甲醇和乙醇的混合溶液作对照样,用分光光度计测量溶液在649nm、665nm波段的吸光度;计算叶片中叶绿素a、b的实际含量。

4.根据权利要求3所述的一种基于光谱波段重叠分离的叶片叶绿素a、b含量反演方法,其特征在于:所述甲醇和乙醇的混合溶液中,甲醇与乙醇的体积比为4:96。

5.根据权利要求1所述的一种基于光谱波段重叠分离的叶片叶绿素a、b含量反演方法,其特征在于:步骤一中,高光谱反射率采集的范围为350nm‑2500nm。

6.根据权利要求1所述的一种基于光谱波段重叠分离的叶片叶绿素a、b含量反演方法,其特征在于:消除叶片结构影响的近红外波段反射率Rw取900nm波段反射率。

7.根据权利要求1所述的一种基于光谱波段重叠分离的叶片叶绿素a、b含量反演方法,其特征在于:高光谱反射率采集的过程如下:在暗室条件下使用卤素灯作为光源,使用ASD地物光谱仪先对标准白板进行测量,然后将被测叶片放到与白板相同位置进行测量,获得叶片在350nm‑2500nm范围内的高光谱反射率。