[发明专利]一种用于检测作物冠层叶片碳氮比的光谱指数构造方法

权利要求书

1.一种用于检测作物冠层叶片碳氮比的光谱指数构造方法，其特征在于，所述光谱指数构造方法包括以下步骤：

（1）获取作物冠层500nm～910nm波段范围的高光谱原始反射率数据；

（2）利用获取的作物冠层原始反射率计算相对反射率；

（3）计算相对反射率曲线中500nm～550nm、680nm～760nm以及760nm～910nm三个子波段范围光谱曲线的斜率；

（4）构建用于检测作物冠层叶片碳氮比的光谱指数RCN。

2.如权利要求1所述的光谱指数构造方法，其特征在于，步骤（1）按以下方法获取500nm～910nm波段范围的高光谱原始反射率数据：使用可测量作物冠层500nm～910nm波段范围光谱的便携式地物高光谱测量仪，在田间直接测量作物冠层辐亮度或DN值数据，则通过相应的参考板校正参数计算得到作物冠层高光谱原始反射率。

3.如权利要求1所述的光谱指数构造方法，其特征在于，步骤（1）按以下方法获取500nm～910nm波段范围的高光谱原始反射率数据：使用包含了500nm～910nm波段范围的高光谱遥感影像数据，则通过相应的辐射定标与大气校正处理，得到地表作物冠层的高光谱原始反射率数据。

4.如权利要求1所述的光谱指数构造方法，其特征在于，步骤（2）按以下方法计算相对反射率：对于获取的由500nm～910nm波段范围内各波长对应的原始反射率形成的光谱曲线，首先进行三点平滑计算得到平滑反射率，然后计算平滑处理后的该光谱曲线反射率的均值，紧接着使用平滑处理后的光谱曲线上各波长对应的反射率除以该均值，所得结果即为500nm～910nm波段范围内各波长对应的相对反射率。

5.如权利要求4所述的光谱指数构造方法，其特征在于，所述平滑反射率的计算公式为R_i=(r_i-1+r_i+r_i+1)/3，R_i指三点平滑处理后第i个波长所对应的平滑反射率，r_i指500nm～910nm波段范围内第i个波长所对应的原始反射率；平滑处理后反射率的均值的计算公式为n指500nm～910nm波段范围内波长的个数，A指平滑处理后反射率的均值；所述500nm～910nm波段范围内各波长对应的相对反射率的计算公式为R′_i=R_i/A，R′_i指计算得到的第i个波长所对应的相对反射率。

6.如权利要求1所述的光谱指数构造方法，其特征在于，步骤（3）按以下方法分别计算相对反射率光谱曲线中500nm～550nm、680nm～760nm以及760～910nm三个子波段范围光谱曲线的斜率：以各子波段范围内的波长为自变量，以各波长所对应的相对反射率为因变量，通过一次线性拟合的方式计算得到三个子波段范围的光谱曲线的斜率k。

7.如权利要求6所述的光谱指数构造方法，其特征在于，所述一次线性拟合的计算公式为R’=b+k×λ，式中，R’为相对反射率;λ为波长;b为线性拟合方程的截距；k为光谱曲线的斜率。

8.如权利要求1所述的光谱指数构造方法，其特征在于，步骤（4）按以下方法计算可用于检测作物冠层叶片碳氮比的光谱指数RCN：记步骤（3）中的500nm～550nm、680nm～760nm以及760～910nm三个波段范围相对反射光谱曲线的斜率分别为k_g、k_r和k_n，则RCN的计算公式为RCN＝（k_g+k_n）/(2×k_r)。

9.如权利要求1所述的光谱指数构造方法，其特征在于，所述500nm～910nm波段范围的高光谱原始反射率数据是指光谱分辨率小于10nm波段宽度的光谱数据。