[发明专利]一种花椒树冠层氮浓度无损诊断方法

权利要求书

1.一种花椒树冠层氮浓度无损诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集花椒树样本的树体冠层高光谱图像和地上部点云数据，得到花椒旺长期归一化植被指数、花椒状果期归一化植被指数和点云特征参数；

S2、根据花椒旺长期归一化植被指数、花椒状果期归一化植被指数和所述花椒时期对应的点云特征参数进行多元线性回归拟合，得到花椒树体冠层氮浓度的定量监测模型；

S3、根据所述定量监测模型计算待测花椒树的冠层氮浓度，完成花椒树冠层氮浓度无损诊断；

所述步骤S1中，计算花椒旺长期归一化植被指数和花椒状果期归一化植被指数的方法具体为：

通过相关性分析缩小树体冠层高光谱图像的敏感波段范围，根据缩小后的敏感波段范围的归一化植被指数等势图锁定最优敏感波段，得到花椒旺长期归一化植被指数和花椒状果期归一化植被指数；

其中，花椒旺长期的敏感波段范围为700-900nm，花椒旺长期的最优敏感波段为879nm和732nm；花椒状果期的敏感波段范围为500-700nm，花椒状果期的最优敏感波段为560nm和690nm；

所述步骤S1中，点云特征参数包括株高、冠幅和冠层体积；

得到所述点云特征参数的方法具体为：

对所述地上部点云数据中的单木点云数据进行分割，将分割后单木点云数据中z坐标的最大值作为株高；

将分割后单木点云数据中x轴上的最大值与最小值之差作为东西冠幅，y轴的最大值与最小值之差作为南北冠幅，将东西冠幅和南北冠幅的均值作为冠幅；

将分割后单木点云数据进行体积计算，得到冠层体积；

所述步骤S2中，所述花椒时期对应的点云特征参数包括所述花椒时期对应的株高、所述花椒时期对应的冠幅和所述花椒时期对应的冠层体积；

所述花椒树体冠层氮浓度的定量监测模型用于输出冠层氮浓度预测值，其中冠层氮浓度预测值y的表达式具体为：

y＝aNDSI+bx₁+cx₂+dx₃+e

式中，NDSI为花椒旺长期归一化植被指数或花椒状果期归一化植被指数，x₁为所述花椒时期对应的株高，x₂为所述花椒时期对应的冠幅，x₃为所述花椒时期对应的冠层体积，a为第一拟合参数，b为第二拟合参数，c为第三拟合参数，d为第四拟合参数，e为第五拟合参数。

2.根据权利要求1所述的花椒树冠层氮浓度无损诊断方法，其特征在于，所述步骤S1中，基于花椒树旺长期和状果期，选定不同施氮处理健康的花椒树作为花椒树样本，通过无人机载高光谱雷达在飞行高度范围下采集花椒树样本的树体冠层高光谱图像和地上部点云数据，所述飞行高度范围为80-100m。

3.根据权利要求1所述的花椒树冠层氮浓度无损诊断方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：

根据待测花椒树的花椒旺长期归一化植被指数、花椒状果期归一化植被指数和点云特征参数，通过定量监测模型计算得到待测花椒树的冠层氮浓度，完成花椒树冠层氮浓度无损诊断。