一種棉花冠層氮素的衛(wèi)星遙感監(jiān)測方法
專利匯可以提供一種棉花冠層氮素的衛(wèi)星遙感監(jiān)測方法專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 公開了一種 棉 花冠層氮素的衛(wèi)星遙感監(jiān)測方法，利用遙感技術(shù)， 感知 地表上有很多電磁 輻射 ，然后得到一系列指數(shù)，通過各種指標進行反演，以棉花作為研究對象，對棉花進行實時監(jiān)測，不但 定位 準確，且不會傷害作物，然后建立一個長勢情況與氮素的各植被指數(shù)的特征 光譜 參數(shù)模型，利用此模型，可以方便、快捷的得到一個正確 施肥 量，解決了難以確定含氮量而一味地增加施肥量以求高產(chǎn)的問題。，下面是一種棉花冠層氮素的衛(wèi)星遙感監(jiān)測方法專利的具體信息內(nèi)容。
1.一種棉花冠層氮素的衛(wèi)星遙感監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1、采樣設(shè)計
采樣利用隨機采樣法，首先選定有代表性的樣株，在田間按30米*30米劃樣方，按照五分法取樣，規(guī)定兩個樣方之間距離2公里，共采集48個樣；將樣品烘干后進行磨細處理，保存至封口袋中保存；
S2、冠層氮素實驗室測定
稱取烘干且磨細的植物樣品→在不粘到管壁的情況下倒入消化管中→用蒸餾水濕潤樣品→加濃硫酸，搖勻，蓋上彎頸漏斗→置于通風(fēng)櫥處水浴加熱，加熱至溶液全部呈棕黑色時取下冷卻→加入幾滴雙氧水、搖動→加熱后在冷卻再滴加重復(fù)2 3次→至溶液無色后加~
熱5 10分鐘→冷卻、轉(zhuǎn)移、定容、過濾，放入凱氏定氮儀中進行蒸餾→蒸餾至三角瓶中→加~
三滴鄰啡羅啉指示劑→用1/2硫酸滴定→記錄結(jié)果；
S3、遙感影像數(shù)據(jù)處理
獲取采樣區(qū)遙感影像，然后進行輻射校正處理以及大氣校正處理，對處理后的遙感影像進行裁剪處理，并保存數(shù)據(jù)文件；
打開ENVI軟件，在Toolbox工具欄中選擇裁剪好的文件核對波段，，保存，然后在Toolbox工具欄中將對應(yīng)的波段提取出來保存；再利用arc?GIS軟件將提取出來的反射率和植被指數(shù)轉(zhuǎn)化為excel文件；
S4、建立模型
將植被指數(shù)以降序方式排序，分別將各植被指數(shù)篩選出來，然后做回歸分析，得到多元線性回歸方程，將各植被指數(shù)數(shù)據(jù)帶入方程，得到一組氮素預(yù)測數(shù)據(jù)，經(jīng)回歸分析，確定最終多元線性模型；
S5、驗證模型的有效性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棉花冠層氮素的衛(wèi)星遙感監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟S1中，采采樣時，葉片不能太大也不能太小，不能采摘生病的葉片，也不能采摘有蟲子的葉片，生長在路邊或者有車破壞過的葉片也不能采摘，樣品采集時應(yīng)統(tǒng)一于每天十點至十二點進行采集，剛采摘后的新鮮樣品應(yīng)冷藏，防治天氣炎熱毀壞葉片，到了實驗室以后應(yīng)該立即干燥，不然在葉片內(nèi)部發(fā)生生物變化，導(dǎo)致葉片發(fā)霉，增加了實驗的誤差。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的棉花冠層氮素的衛(wèi)星遙感監(jiān)測方法，其特征在于，若樣品可能需要保存很長時間，樣品應(yīng)該先進行滅菌處理，然后置于聚氯乙烯塑料瓶或袋中封口保存。
一種棉花冠層氮素的衛(wèi)星遙感監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)
施肥量，才能夠使作物增產(chǎn)，導(dǎo)致施肥量不斷增高，已經(jīng)達到了400?kg/hm ，但是當?shù)睾窟^剩時，帶來的影響為棉花植株比正常作物偏高，植株變得茂密，進而影響到光照，同時會導(dǎo)致棉花易落鈴、脫蕾，從而減少了棉花的產(chǎn)量；當缺乏氮素含量時，帶來的影響為棉花植株矮小、開花數(shù)量減少、葉片數(shù)量減少、側(cè)枝減少，從而減少了棉花的產(chǎn)量。而如何實現(xiàn)對棉花氮素的快速監(jiān)測，從而對棉花長勢診斷和氮肥精準施用具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容
S1、采樣設(shè)計
采樣利用隨機采樣法，首先選定有代表性的樣株，在田間按30米*30米劃樣方，按照五分法取樣，規(guī)定兩個樣方之間距離2公里，共采集48個樣；將樣品烘干后進行磨細處理，保存至封口袋中保存；
S2、冠層氮素實驗室測定
稱取烘干且磨細的植物樣品→在不粘到管壁的情況下倒入消化管中→用蒸餾水濕潤樣品→加濃硫酸，搖勻，蓋上彎頸漏斗→置于通風(fēng)櫥處水浴加熱，加熱至溶液全部呈棕黑色時取下冷卻→加入幾滴雙氧水、搖動→加熱后在冷卻再滴加重復(fù)2 3次→至溶液無色后加~
熱5 10分鐘→冷卻、轉(zhuǎn)移、定容、過濾，放入凱氏定氮儀中進行蒸餾→蒸餾至三角瓶中→加~
三滴鄰啡羅啉指示劑→用1/2硫酸滴定→記錄結(jié)果；
S3、遙感影像數(shù)據(jù)處理
獲取采樣區(qū)遙感影像，然后進行輻射校正處理以及大氣校正處理，對處理后的遙感影像進行裁剪處理，并保存數(shù)據(jù)文件；
打開ENVI軟件，在Toolbox工具欄中選擇裁剪好的文件核對波段，，保存，然后在Toolbox工具欄中將對應(yīng)的波段提取出來保存；再利用arc?GIS軟件將提取出來的反射率和植被指數(shù)轉(zhuǎn)化為excel文件；
S4、建立模型
將植被指數(shù)以降序方式排序，分別將各植被指數(shù)篩選出來，然后做回歸分析，得到多元線性回歸方程，將各植被指數(shù)數(shù)據(jù)帶入方程，得到一組氮素預(yù)測數(shù)據(jù)，經(jīng)回歸分析，確定最終多元線性模型；
S5、驗證模型的有效性。
圖3為2018年7月14日氮素含量空間分布圖。
具體實施方式
蒸發(fā)量1876.6 2558.9毫米，而棉花作為喜光的植物，在一定強度范圍內(nèi)，光和強度隨著光~
照的強度增大而增大，所以此區(qū)域內(nèi)多為種植棉花。由于棉花底部新葉各元素含量少，而上部太陽照射時間長，影響葉綠素含量，所以選取倒數(shù)第三和倒數(shù)第四葉片。
熱5 10分鐘→冷卻、轉(zhuǎn)移、定容、過濾。放入凱氏定氮儀中進行蒸餾→蒸餾至三角瓶中→加~
三滴鄰啡羅啉指示劑→用1/2硫酸滴定→記錄結(jié)果。
最后利用excel等軟件進行相關(guān)性分析和相關(guān)性分析驗證。
表1?植被指數(shù)與冠層氮素的相關(guān)分析
從表1中可以看出，紅綠比值指數(shù)（RGRI）與冠層氮素相關(guān)性最大，說明紅綠比值指數(shù)對冠層含氮量影響也最大，值越高氮素含量也越高。結(jié)構(gòu)不敏感色素指數(shù)（SIPI）與冠層氮素相關(guān)性最小，說明結(jié)構(gòu)不敏感色素指數(shù)對冠層含氮量的影響也最小，值越低氮素含量也越低。
提取了七月份的植被指數(shù)，共計16個光譜指數(shù)，將植被指數(shù)以降序方式排序，分別將各植被指數(shù)篩選出來，共計48個樣點，然后做回歸分析，制作散點圖，得到R2=0.5760。將70個樣本分為建模集和驗證集兩個數(shù)據(jù)集，建模集為50個，驗證集為20個，利用這32份數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)回歸分析，所得R2=0.7122，此時可以得到一個多元線性回歸方程，將16個數(shù)據(jù)帶入方程，得到一組氮素預(yù)測數(shù)據(jù)。通過回歸分析，可以得到如下數(shù)據(jù)：
(1)K=771973.8382
(2)y=217.209x1+379.069x2+45.051x3-3863.71x4-4402.33x5-440442x8+290137x9+
3611.438x10-512193x12-2.709x13+107.965x15-852.6x16+771973.8
(3)y=217.209*RGRI+379.069*MTVII+45.051*VARI+3863.71*WVWI+4402.33*TDVI-
440442*OSAVI+2901378*SAVI+3611.438*AR-512193*MNLI-2.709*LAI+107.965*MNDW-
852.6*SIPI+771973.8
上述（3）則為最終多元線性模型。
結(jié)果較直觀，方便觀察。
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