[发明专利]一种基于机载高光谱传感器的水稻冠层氮含量监测方法

权利要求书

1.一种基于机载高光谱传感器的水稻冠层氮含量监测方法，其特征在于：具体包括以下步骤；

S1确定样方：根据选取实验区域作物种植的陇宽确定样方的大小；

S2田间采样：获取样方内水稻冠层叶片，并送往实验室，获取水稻冠层氮含量真实值；

S3采集数据：使用搭载有高光谱传感器的无人机自动飞行，采集S1样方中对应的地面高光谱遥感数据；

S4获取高光谱遥感数据：通过记录的样方点位信息，对样方数据进行提取，经计算分析，获取样方高光谱遥感数据，并同时建模数据集；

S5建立回归模型：获取高光谱遥感数据的归一化植被指数平均值，建立最大决定系数的NDVI(归一化植被指数)和田间调查真实值间的回归模型，得出回归系数；

S6建立反演模型：根据无人机遥感影像同步的卫星遥感数据，经过预处理后，根据建模数据集和大决定系数的NDVI，建立反演模型；

S7结果实用：根据建立的水稻冠层氮含量反演模型，利用无人机高光谱遥感数据反演水稻冠层氮含量。

2.根据权利要求1所述的一种基于机载高光谱传感器的水稻冠层氮含量监测方法，其特征在于：所述步骤S1确定样方中，采用便携式地面GPS接收站记录20cm*20cm的样方框位置，同时确定准备多个样方。

3.根据权利要求1所述的一种基于机载高光谱传感器的水稻冠层氮含量监测方法，其特征在于：所述步骤S2中通过人工采集的方式获取样方内水稻冠层叶片，并送往实验室，并将叶片放入烘箱杀青，同时温度设置为105℃，时间为30min，获取水稻冠层氮含量真实值，并同时建模数据集。

4.根据权利要求1所述的一种基于机载高光谱传感器的水稻冠层氮含量监测方法，其特征在于：所述步骤S2中，采用的测定方法为半微量凯氏法，最后得到叶片氮含量占叶片总重量的百分比，并以此作为真实值。

5.根据权利要求1所述的一种基于机载高光谱传感器的水稻冠层氮含量监测方法，其特征在于：所述步骤S3采集数据中，选择晴朗的天气，无人机低空飞行，高度为，高度为4-6米，相机拍摄方向为竖直向下。

6.根据权利要求1所述的一种基于机载高光谱传感器的水稻冠层氮含量监测方法，其特征在于：所述步骤S4获取高光谱遥感数据中，获取数据后经过滤波等预处理后，获取高光谱遥感数据的归一化植被指数平均值的方法：首先获取高光谱传感器的暗电流数据，接着获取参考白板数据，然后利用暗电流数据和参考白板数据对样方内采集的高光谱遥感数据进行辐射校正。

7.根据权利要求1所述的一种基于机载高光谱传感器的水稻冠层氮含量监测方法，其特征在于：所述步骤S5建立回归模型中，基于所求的各波段组合NDVI，从对应的地面调查真实值的总样本中抽取70％作为建模集，剩余30％作为验证集，求取各波段NDVI与水稻冠层氮含量真实值的决定系数。

8.根据权利要求1所述的一种基于机载高光谱传感器的水稻冠层氮含量监测方法，其特征在于：所述步骤S5建立回归模型中，择高光谱波段范围内的任意两个波段，组合构建NDVI(归一化植被指数)，并获取所有NDVI与田间调查真实值之间决定系数，通过选择最大决定系数对应的NDVI的波段组合，建立NDVI与田间调查真实值间的线性回归模型，得出回归系数。

9.根据权利要求1所述的一种基于机载高光谱传感器的水稻冠层氮含量监测方法，其特征在于：所述步骤S6反演模型中，获取无人机遥感影像同步的卫星遥感数据，经过预处理后，根据建模数据集，得到水稻冠层氮含量反演结果，再以无人机遥感反演的水稻冠层氮含量结果为基础，对卫星反演结果进行校正，得到最终的多源遥感数据水稻冠层氮含量反演模型。

10.根据权利要求1所述的一种基于机载高光谱传感器的水稻冠层氮含量监测方法，其特征在于：所述步骤S7结果实用中，选取决定系数最大的NDVI波段组合，建立线性回归估算模型，将NDVI代入回归模型可得到水稻冠层氮含量估计值，逐步反演整个田块区域的水稻冠层氮含量，最后利用克里金插值方法，得到整个田块的水稻冠层氮含量分布结果。