[发明专利]一种表征水稻生长状态的水稻叶片NDVI拟合模型的构建方法

摘要

本发明公开了一种基于NDVI模型表征水稻生长状态的方法，包括以下步骤：分别获取水稻底部、水稻中部、水稻冠层和水稻生长环境各自的最高温度和最低温度，获取水稻底部、水稻中部、水稻冠层和水稻生长环境各自的最高相对湿度和最低相对湿度；获取水稻叶片NDVI；获取水稻冠层NDVI；获取水稻叶片接受日照的日照小时数和水稻生长天数；利用SPSS软件的多元回归分析方法，对上述数据进行分析，获得表征水稻生长状态的NDVI拟合模型。通过本发明的方法能够准确的估计水稻叶片分蘖期、水稻叶片拔节孕穗期、水稻叶片抽穗灌浆期和水稻叶片成熟期的生长状态，为科学评估水稻健康状况的模型研究奠定了基础。

主权项

1.一种表征水稻生长状态的水稻叶片NDVI拟合模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：在分蘖期、拔节孕穗期、抽穗灌浆期和成熟期，每天获取水稻底部、水稻中部、水稻冠层和水稻生长环境各自的最高温度、最低温度、最高相对湿度和最低相对湿度；在分蘖期、拔节孕穗期、抽穗灌浆期和成熟期，每天获取水稻叶片NDVI；在分蘖期、拔节孕穗期、抽穗灌浆期和成熟期，每天获取水稻冠层NDVI；在分蘖期、拔节孕穗期、抽穗灌浆期和成熟期，每天获取水稻叶片接受日照的日照小时数和水稻生长天数；以所述水稻底部、水稻中部、水稻冠层和水稻生长环境各自的最高温度和最低温度、最高相对湿度和最低相对湿度，所述水稻叶片NDVI，所述水稻冠层NDVI，以及所述水稻叶片接受日照的日照小时数和水稻生长天数为对象，利用SPSS软件进行多元回归分析，获得表征水稻生长状态的水稻叶片NDVI拟合模型；其中，所述水稻底部、水稻中部、水稻冠层和水稻生长环境各自的最高温度、最低温度、最高相对湿度和最低相对湿度，按照以下步骤获取：在水稻田内部选取若干个采样点；在每个采样点内，每隔10min～15min获取一次水稻底部、水稻中部、水稻冠层和水稻生长环境各自的温度和相对湿度，通过对比，获得一天中水稻底部、水稻中部、水稻冠层和水稻生长环境各自的初始最高温度、初始最低温度、初始最高相对湿度和初始最低相对湿度；分别计算所有采样点的初始最高温度的平均值、初始最低温度的平均值、初始最高相对湿度的平均值和初始最低相对湿度的平均值，获得水稻底部、水稻中部、水稻冠层和水稻生长环境各自的最高温度、最低温度、最高相对湿度和最低相对湿度；其中，所述水稻叶片NDVI按照以下步骤获取：以所述采样点内所有叶片为采样对象，获取每个叶片的叶尖、叶中和叶尾的NDVI，并计算叶尖、叶中和叶尾的NDVI的平均值，获得每个叶片的单叶片NDVI；计算所述采样点内所有叶片的单叶片NDVI的平均值，获得每个采样点的单点NDVI；计算所有采样点的单点NDVI的平均值，获得水稻叶片NDVI；其中，所述获得表征水稻生长状态的水稻叶片NDVI拟合模型，具体包括：获取分蘖期水稻叶片NDVI拟合模型；获取拔节孕穗期水稻叶片NDVI拟合模型；获取抽穗灌浆期水稻叶片NDVI拟合模型；获取成熟期水稻叶片NDVI拟合模型；获取全过程水稻叶片NDVI拟合模型；所述分蘖期水稻叶片NDVI拟合模型的公式为：y1＝β10+β11xC1+β12xS1+β13xEHH1   (1)其中，y1为水稻叶片NDVI，xC1为水稻冠层NDVI，xS1为日照小时数，xEHH1为水稻生长环境的最高相对湿度，β10的取值范围为‑9.15～‑6.50，β11的取值范围为0.15～0.18，β12的取值范围为0.44～0.64，β13的取值范围为0.002～0.003；所述拔节孕穗期水稻叶片NDVI拟合模型的公式为：y2＝β20+β21xC2+β22xS2+β23xMTL2+β24xBTL2   (2)其中，y2为水稻叶片NDVI，xC2为水稻冠层NDVI，xS2为日照小时数，xMTL2为水稻中部的最低温度，xBTL2为水稻底部最低温度，β20的取值范围为0.54～0.61，β21的取值范围为‑0.68～‑0.66，β22的取值范围为0.051～0.052，β23的取值范围为0～0.008，β24的取值范围为‑0.009～0；所述抽穗灌浆期水稻叶片NDVI拟合模型的公式为：y3＝β30+β31xC3+β32xD3+β33xETH3   (3)其中，y3为水稻叶片NDVI，xC3为水稻冠层NDVI，xD3为水稻生长天数，xETH3为水稻生长环境的最高温度，β30的取值范围为0.93～0.97，β31的取值范围为‑0.29～‑0.25，β32的取值范围为‑0.003～‑0.002，β33的取值范围为0.001～0.002；所述成熟期水稻叶片NDVI拟合模型的公式为：y4＝β40+β41xC4+β42xS4+β43xD4   (4)其中，y4为水稻叶片NDVI，xC4为水稻冠层NDVI，xS4为日照小时数，xD4为水稻生长天数，β40的取值范围为‑0.71～‑0.70，β41的取值范围为‑1.10～‑1.00，β42的取值范围为0.175～0.177，β43的取值范围为‑0.010～‑0.009；所述全过程水稻叶片NDVI拟合模型的公式为：y5＝β50+β51xS5+β52xETH5+β53xBHL5   (5)其中，y5为水稻叶片NDVI，xS5为日照小时数，xETH5为水稻生长环境的最高温度，xBHL5是水稻底部的最低相对湿度，β50的取值范围为‑0.27～‑0.26，β51的取值范围为0.55～‑0.56，β52的取值范围为0.002～0.003，β53的取值范围为0.001～0.002。