[发明专利]一种棉花冠层氮素的卫星遥感监测方法

说明书

本发明公开了一种棉花冠层氮素的卫星遥感监测方法，利用遥感技术，感知地表上有很多电磁辐射，然后得到一系列指数，通过各种指标进行反演，以棉花作为研究对象，对棉花进行实时监测，不但定位准确，且不会伤害作物，然后建立一个长势情况与氮素的各植被指数的特征光谱参数模型，利用此模型，可以方便、快捷的得到一个正确施肥量，解决了难以确定含氮量而一味地增加施肥量以求高产的问题。

技术领域

本发明涉及一种棉花冠层氮素的卫星遥感监测方法。

背景技术

棉花在农业经济发展中，占了很大一部分比重，棉花的产量同时制约着经济的发展和社会的进步，在影响棉花生长的众多元素中，氮素对棉花的影响趋于最大,它不仅影响着棉花的发育，也影响着蛋白质、核酸、叶绿素的合成，棉花体内的氮素主要来源于泥土中，在棉花的生长期时，此时棉花对氮素的需求最大，氮素是作物保持正常发育的众多元素之一,同样也是棉花增产的关键因素,为了让棉花有更多产量，大家普遍认为，只有不断增加施肥量，才能够使作物增产，导致施肥量不断增高，已经达到了400 kg/hm²，但是当氮素含量过剩时，带来的影响为棉花植株比正常作物偏高，植株变得茂密，进而影响到光照，同时会导致棉花易落铃、脱蕾，从而减少了棉花的产量；当缺乏氮素含量时，带来的影响为棉花植株矮小、开花数量减少、叶片数量减少、侧枝减少，从而减少了棉花的产量。而如何实现对棉花氮素的快速监测，从而对棉花长势诊断和氮肥精准施用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种棉花冠层氮素的卫星遥感监测方法，以对棉花冠层进行快速、无损监测。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种棉花冠层氮素的卫星遥感监测方法，包括以下步骤：

S1、采样设计

采样利用随机采样法，首先选定有代表性的样株，在田间按30米*30米划样方，按照五分法取样，规定两个样方之间距离2公里，共采集48个样；将样品烘干后进行磨细处理，保存至封口袋中保存；

S2、冠层氮素实验室测定

称取烘干且磨细的植物样品→在不粘到管壁的情况下倒入消化管中→用蒸馏水湿润样品→加浓硫酸，摇匀，盖上弯颈漏斗→置于通风橱处水浴加热，加热至溶液全部呈棕黑色时取下冷却→加入几滴双氧水、摇动→加热后在冷却再滴加重复2~3次→至溶液无色后加热5~10分钟→冷却、转移、定容、过滤，放入凯氏定氮仪中进行蒸馏→蒸馏至三角瓶中→加三滴邻啡罗啉指示剂→用1/2硫酸滴定→记录结果；

S3、遥感影像数据处理

获取采样区遥感影像，然后进行辐射校正处理以及大气校正处理，对处理后的遥感影像进行裁剪处理，并保存数据文件；

打开ENVI软件，在Toolbox工具栏中选择裁剪好的文件核对波段，，保存，然后在Toolbox工具栏中将对应的波段提取出来保存；再利用arc GIS软件将提取出来的反射率和植被指数转化为excel文件；

S4、建立模型

将植被指数以降序方式排序，分别将各植被指数筛选出来，然后做回归分析，得到多元线性回归方程，将各植被指数数据带入方程，得到一组氮素预测数据，经回归分析，确定最终多元线性模型；

S5、验证模型的有效性。

进一步的，所述步骤S1中，采采样时，叶片不能太大也不能太小，不能采摘生病的叶片，也不能采摘有虫子的叶片，生长在路边或者有车破坏过的叶片也不能采摘，样品采集时应统一于每天十点至十二点进行采集，刚采摘后的新鲜样品应冷藏，防治天气炎热毁坏叶片，到了实验室以后应该立即干燥，不然在叶片内部发生生物变化，导致叶片发霉，增加了实验的误差。