番茄叶片氮素反射光谱及高光谱图像的研究

【摘要】：以坐果-膨大期的番茄叶片为研究对象,采用便携式光谱分析仪和高光谱成像系统分别采集番茄叶片的反射光谱和高光谱图像。通过对反射光谱进行对数变换后,采用逐步回归法提取番茄叶片氮素的特征波长。采用主成分分析法得到番茄叶片氮素高光谱图像的权重系数,进而筛选出与氮素相关的最佳波长,并对该波长下的高光谱图像进行3×3窗口中值滤波处理,并用最大类间方差法进行背景分割,从而有利于提取高光谱图像的灰度均值,以此作为代表图像的特征信息。为克服多重共线性的影响,本研究采用偏最小二乘法分别建立了番茄叶片氮素反射光谱和高光谱图像的定量分析模型,并对其进行验证。反射光谱模型和高光谱图像模型预测值与实测值的系数分别为0.9019和0.9508,验证均方根误差分别为0.0558和0.0215,拟合方程斜率分别为0.8846和0.9126。高光谱图像模型的各项评价指标均好于反射光谱模型。