一种基于智能手机的植物叶片叶绿素含量反演方法

    专利查询2025-08-09  26


    本发明涉及植物叶片叶绿素含量反演,涉及但不限定于一种基于智能手机的植物叶片叶绿素含量反演方法。


    背景技术:

    1、在植物叶片叶绿素含量的反演中,基于遥感数据产品的相关算法被广泛应用。在该类算法中,通过遥感数据产品计算设计好的植被指数是反演过程中的必要步骤。在现有的遥感植被指数的计算方法中,主要方法是通过不同遥感数据产品中的反射率进行计算从而得出相关植被指数,并用其进行植物叶片叶绿素含量的反演。

    2、但是,反射率的获取相对复杂,往往需要白板等辅助设备,现有技术还未有直接使用智能手机的相机传感器来进行植物叶片叶绿素含量反演的方法。这一方法的难点在于,传感器所接收的叶片宽波段反射辐亮度受到测量时入射辐亮度的影响,直接使用辐亮度计算的植被指数在植物叶片叶绿素含量的反演中表现较差,难以实现对于植物叶片叶绿素含量的精准反演。因此,相比于反射率,辐亮度无法稳定反应叶片状态。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明实施例提供一种基于智能手机的植物叶片叶绿素含量反演方法,能够基于智能手机直接计算基于辐亮度的可见光波段归一化植被指数。

    2、本发明实施例的技术方案是这样实现的:

    3、第一方面,本发明实施例提供一种基于智能手机的植物叶片叶绿素含量反演方法,所述方法包括:

    4、利用智能手机与特定波段滤波片获取植物叶片在不同波段的数字图像;通过6s辐射传输模型来模拟计算得到修正系数查找表;所述修正系数查找表用于表征不同太阳天顶角与修正系数的映射关系;根据获取植物叶片数字图像时的具体时间以及经纬度,计算针对可见光波段归一化植被指数的修正系数;基于所述修正系数对传统基于反射率的归一化植被指数进行修正,构建得到基于辐亮度的可见光波段归一化植被指数;构建所述可见光波段归一化植被指数与叶绿素含量之间的回归模型;基于所述可见光波段归一化植被指数与构建的回归模型反演叶绿素含量。

    5、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:

    6、在本发明实施例中,对传统基于反射率的可见光波段归一化植被指数进行修正,通过使用6s辐射传输模型,设计并得到对于辐亮度可进行修正的修正系数查找表,并根据测量时的具体时间以及经纬度得到对应的修正系数,该系数是实时实地的,可适用于各种不同的测量条件。能够基于智能手机直接计算基于辐亮度的可见光波段归一化植被指数。不再需要使用遥感数据产品中的反射率,可以直接使用更为便捷的设备获取植物的反射辐亮度数据。采用辐亮度计算可见光波段归一化植被指数,计算简单,实用性好,易于应用推广。



    技术特征:

    1.一种基于智能手机的植物叶片叶绿素含量反演方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的基于智能手机的植物叶片叶绿素含量反演方法,其特征在于,所述特定波段滤波片为可见光波段单通滤波片。

    3.根据权利要求1所述的基于智能手机的植物叶片叶绿素含量反演方法,其特征在于,所述通过6s辐射传输模型来模拟计算得到修正系数查找表,包括:

    4.根据权利要求1至3任一项所述的基于智能手机的植物叶片叶绿素含量反演方法,其特征在于,所述根据获取植物叶片数字图像时的具体时间以及经纬度,计算针对可见光波段归一化植被指数的修正系数,包括:

    5.根据权利要求4所述的基于智能手机的植物叶片叶绿素含量反演方法,其特征在于,所述确定当前大气条件下对应的太阳高度角,包括:

    6.根据权利要求3所述的基于智能手机的植物叶片叶绿素含量反演方法,其特征在于,所述不同波段包括600nm以及485nm,所述修正系数c表示为ls600nm、ls485nm分别为600nm对应的太阳直射辐照度和485nm对应的太阳直射辐照度。

    7.根据权利要求6所述的基于智能手机的植物叶片叶绿素含量反演方法,其特征在于,所述基于所述修正系数对传统基于反射率的归一化植被指数进行修正,构建得到基于辐亮度的可见光波段归一化植被指数,包括:


    技术总结
    本发明公开了一种基于智能手机的植物叶片叶绿素含量反演方法,包括:利用智能手机与特定波段滤波片获取植物叶片在不同波段的数字图像;通过6S辐射传输模型来模拟计算得到修正系数查找表;所述修正系数查找表用于表征不同太阳天顶角与修正系数的映射关系;根据获取植物叶片数字图像时的具体时间以及经纬度,计算针对可见光波段归一化植被指数的修正系数;基于所述修正系数对传统基于反射率的归一化植被指数进行修正,构建得到基于辐亮度的可见光波段归一化植被指数;构建所述可见光波段归一化植被指数与叶绿素含量之间的回归模型;基于所述可见光波段归一化植被指数与构建的回归模型反演叶绿素含量。

    技术研发人员:王聪,游振宇,吴文斌,李文娟,余强毅
    受保护的技术使用者:中国农业科学院农业资源与农业区划研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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