[发明专利]一种小麦植株氮含量的高光谱测定方法

权利要求书

1.一种小麦植株氮含量的高光谱测定方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)试验样本：来自不同年份、地点、品种类型、施肥处理、种植密度、生育时期的小麦植株样；

(2)数据采集：采用ASD Fieldspc FR2500光谱仪获取小麦植株垂直角度光谱反射率，并加测土壤背景光谱；

(3)数据处理与模型筛选：对试验采集的光谱数据，用挑选的15个常用光谱指数和1个新构建的光谱指数，采用SPSS17.0以及MATLAB software软件进行数据处理；

(4)构建最合适的小麦植株氮含量监测模型；

(5)优化小麦植株氮含量监测模型；

(6)测试与检验小麦植株氮含量监测模型。

2.根据权利要求1所述的一种小麦植株氮含量的高光谱测定方法，其特征在于，所述步骤(1)中的不同年份分别是：2013年、2014年、2015年、2016年、2017年；不同地点分别是：全国潮土肥力和肥料效益长期监测试验站-郑州、开封、商水；不同品种分别是：松散型小麦(郑麦9694、周麦18、开麦18)、直立型小麦(豫麦50、豫麦49-198、豫麦34)；不同施肥处理分别是：不施肥、施氮磷钾肥、施有机肥和氮磷钾肥、秸秆还田和配施氮磷钾肥；不同密度分别是：90万株/公顷、180万株/公顷、360万株/公顷；不同生育时期分别是：起身期、拔节期、开花期、成熟期。

3.根据权利要求1所述的一种小麦植株氮含量的高光谱测定方法，其特征在于，所述步骤(2)中的ASD Fieldspc FR2500光谱仪波段范围是350～2500nm，视场角为25°，其中，350～1000nm波段范围，光谱分辨率为3nm，采样间隔为1.4nm；1000～2500nm波段范围光谱分辨率为10nm，采样间隔为2nm。

4.根据权利要求1所述的一种小麦植株氮含量的高光谱测定方法，其特征在于，所述步骤(3)中15个常用光谱指数分别是：GNDVI、SAVI、NDCI、NPCI、PRIc、Carter2、mND705、RI-1dB、DDNI、NDRE、NAOC、MTVI1、R705/(R717+R491)、(R780-R710)/(R780-R680)和(R924-R703+2*R423)/(R924+R703-2*R423)，1个新构建的光谱指数是：植被指数NDRE和水分指数FWBI构建的比值光谱指数，即抗水分氮指数WRNI：NDRE/FWBI。

5.根据权利要求1所述的一种小麦植株氮含量的高光谱测定方法，其特征在于，所述步骤(4)中小麦植株氮含量监测模型是根据WRNI建立的线性模型。

6.根据权利要求1所述的一种小麦植株氮含量的高光谱测定方法，其特征在于，所述步骤(5)中优化小麦植株氮含量监测模型过程中筛选的波段是725nm和735nm，优化后的指数为WRNI＝[(R735-R720)*R900]/[Rmin(930-980)*(R735+R720)]。

7.根据权利要求1所述的一种小麦植株氮含量的高光谱测定方法，其特征在于，所述步骤(6)中为了检验小麦植株氮含量监测模型的可靠性，通过均方根误差、平均相对误差、预测值与实际值线性回归的决定系数R²来评价模型的精度和准确度，均方根误差和平均相对误差越小，则模型精度越高。