[发明专利]基于光谱波段重叠分离的叶片叶绿素a、b含量反演方法

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R_w；

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C_a、叶绿素b含量C_b如下：

C_a＝51.6537*ln(R_w/R₇₀₀)-16.9038*ln(R_w/R₆₅₀)

C_b＝6.8585*ln(R_w/R₆₅₀)-2.2740*10^-6*ln(R_w/R₇₀₀)；

650nm、700nm波长分别对应叶绿素a、b的筛选波段，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(R_w/R_i)

B＝ln(R_w/R_j)

其中，R_i为i波段的叶片反射率；R_j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C_a、C_b关系式如下：

其中，γ_ai，γ_bi，γ_aj，γ_bj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)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；使用粒子群算法使得到的解为全局最优解；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C_a、C_b关系式，获得叶绿素a含量C_a、叶绿素a含量C_b的表达式。

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：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。

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：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。

4.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。

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：消除叶片结构影响的近红外波段反射率R_w取900nm波段反射率。

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：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。