一种基于反射光谱的烤烟鲜烟叶成熟度测定方法

为实现烤烟鲜烟叶成熟度的准确测定,使用ASD Fieldspec FR2500光谱仪进行了5个不同成熟度烤烟鲜烟叶的可见/近红外（350~1 650 nm）光谱测定和分析,研究了鲜烟叶成熟度的反射光谱特性,建立了量化判别烟叶成熟度模型并作了验证.结果表明：不同成熟度鲜烟叶在可见光503~651 nm之间光谱差异极其显著.通过逐步回归分析筛选出514 nm、629 nm、650 nm的反射率共3个主要预测因子的典则判别分析模型.判别模型的准确率检验结果是训练样本为98%,验证样本为97%.基于高光谱的烟叶成熟度判别模型具有较好的稳健性.使用光谱技术进行鲜烟叶成熟度判定是可行的.     

一种基于反射光谱的烤烟鲜烟叶成熟度测定方法

为实现烤烟鲜烟叶成熟度的准确测定, 使用ASD Fieldspec FR2500光谱仪进行了5个不同成熟度烤烟鲜烟叶的可见/近红外(350～1 650 nm)光谱测定和分析, 研究了鲜烟叶成熟度的反射光谱特性, 建立了量化判别烟叶成熟度模型并作了验证. 结果表明: 不同成熟度鲜烟叶在可见光503～651 nm之间光谱差异极其显著. 通过逐步回归分析筛选出514 nm、 629 nm、 650 nm的反射率共3个主要预测因子的典则判别分析模型. 判别模型的准确率检验结果是训练样本为98%, 验证样本为97%. 基于高光谱的烟叶成熟度判别模型具有较好的稳健性. 使用光谱技术进行鲜烟叶成熟度判定是可行的.     

吐丝期玉米倒伏后地面高光谱特征参数分析

倒伏是玉米主要自然灾害之一,及时、准确地监测玉米倒伏的程度,对于玉米倒伏灾害的损失评估及防治有重要意义。设置玉米吐丝期不同倒伏程度的田间模拟试验,利用地面高光谱数据,比较正常生长的玉米及受倒伏危害玉米的冠层反射光谱和高光谱特征参数的差异,分析了倒伏角度与高光谱参数之间的相关关系。结果表明,玉米倒伏后可见光波段的反射率增加高于近红外波段,且随着时间的推移,近红外波段的差异变小。玉米吐丝期倒伏后红谷吸收深度变浅,反射绿峰高度降低,红边位置和近红外平台位置均向短波方向移动。红边内(620~760 nm)一阶微分光谱所包围的面积变化差异小;蓝边内(430~470 nm)和近红外平台(780~1 300 nm)的一阶微分光谱所包围的面积增加显著。倒伏角度与高光谱特征参数相关分析表明,D、SDr/SDb、(SDr-SDb)/(SDr+SDb)相关系数最高,可以作为监测玉米倒伏程度的高光谱特征参数指标。     

不同成熟度烤烟鲜叶的高光谱响应及其判别分析

为量化判别烟叶成熟度,使用ASD Fieldspec FR2500光谱仪测定和分析了5个不同成熟度烤烟鲜烟叶的可见/近红外(350-1650 nm)光谱.结果表明:不同成熟度鲜烟叶在可见光503-651 nm之间光谱差异极其显著.通过逐步回归分析筛选出3个主要预测因子514、629、650 nm的反射率的典则判别分析模型.判别模型的准确率检验结果,训练样本为98%,验证样本为97%.基于高光谱的烟叶成熟度判别模型具有较好的稳健性.使用光谱技术进行鲜烟叶成熟度判定是可行的.     

伊犁绢蒿荒漠草地3种主要植物光谱及植被指数改进

【目的】伊犁绢蒿荒漠草地是新疆草地生态系统的重要组成部分,研究其主要植物地面光谱和植被指数特征是实现物种识别的基础,准确而实时获得群落物种组成变化、提高草地监测的质量和效果。【方法】借助SOC710 VP成像光谱仪,采集4月伊犁绢蒿荒漠草地群落高光谱影像,提取伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)、角果藜(Ceratocarpus arenarius)、叉毛蓬(Petrosimonia sibirica)和群落的原始光谱数据,通过反射率(REF)、吸收率(ABS)及其一阶微分(GREF和GABS)的变换提高光谱辨析度,分析并筛选敏感波段;通过各波段之间的相互组合计算NDVI值和DVI值,并以全波段计算的NDVI值和RVI值作为参考,筛选出优于全波段且差值最大植被指数。【结果】(1)3种主要植物光谱曲线相近,差异主要体现在光谱值的大小,在可见光400~780 nm和近红外波段780~820 nm的反射率均表现出角果藜>伊犁绢蒿>叉毛蓬>群落的特征;(2)通过反射率REF、吸收率ABS、一阶微分反射率GREF和一阶微分吸收率GABS的变换能够进一步扩大其光谱特征,相对稳定的波段有蓝光波段490~530 nm,绿光波段510~560 nm,红光波段620~760 nm,近红外波段780~820 nm。(3)GABS和ABS变换下490~530 nm和780~820 nm波段组合计算的NDVI’和RVI’在3种主要植物间的差异大于全波段和其它波段计算的NDVI’和RVI’。【结论】对敏感波段的反射率和吸收率进行一阶微分处理,并用于改进植被指数,能够提高伊犁绢蒿荒漠3种主要植物的识别效果。     

不同成熟度烟叶高光谱特征分析及与SPAD值的关系

为了探索田间不同成熟度烟叶的高光谱特征以及与SPAD值的关系,分析了不同成熟度烟叶的高光谱反射率、位置变量、面积变量和植被变量等光谱参数的差异。并采用相关分析和逐步回归方法确定高光谱参数与SPAD值的关系。结果表明,随着成熟度的提高,在可见光范围内(480~680 nm),反射率逐渐升高,尤其在500~660 nm范围内,反射率对于不同成熟度的烟叶有较好的"区分效应"。在近红外区域,随着成熟度的提高,烟叶的反射率大体呈现减小的趋势。烟叶的红边面积变化趋势为:先增大后减小;蓝边面积随着成熟度的提高不断增大;SDr/SDb值和(SDr-SDb)/(SDr+SDb)值逐渐减小,且各成熟度间差异达到显著或极显著水平。SPAD值的红谷反射率的回归方程的预测效果较好,基于高光谱特征参数率建立回归模型预测SPAD值是可行的。     

接种不同浓度松材线虫的黑松光谱学特征分析

利用光谱学进行植物病害的早期诊断是近年来植物病害监测预警研究的一个热点。本试验采用人工接种不同浓度松材线虫的方法,研究了野外健康黑松不同发病阶段黑松松针的反射光谱特征曲线,分析了多个光谱特征参数。结果表明:绿光波段(500～560 nm)和近红外波段(750～900 nm)反射光谱曲线对松树发病程度有一定的指示作用;红边(680～780 nm)位置蓝移、绿峰(510～580 nm)反射高度及红谷(640～700 nm)吸收深度降低、红边斜率减小等光谱特征参数的变化能够很好地反映松树的感病情况。本研究结果可为利用高光谱遥感技术进行松材线虫病监测与预警提供理论依据。     

温洲蜜柑叶片光谱反射率与叶绿素含量的相关性

以日南一号温州蜜柑为试材,对不同时期、不同黄化程度叶片反射光谱及叶绿素含量进行研究,结果表明,日南一号叶片反射光谱在350～1 750 nm范围内,出现了5次反射峰,其中可见光区域552 nm和近红外长波1 680nm波段处各出现了1次较弱的反射峰,在近红外短波段范围出现了3次强反射峰.在整个测定波段范围内,光谱反射率强弱为夏梢叶片＞春梢叶片＞秋梢叶片.随着叶绿素含量降低,叶片反射率增强,但叶绿素含量进一步降低,反射率出现减弱.在可见光波段范围,光谱反射率强弱为重度黄化叶＞中度黄化叶＞轻度黄化叶＞正常叶,而在近红外区域,出现中度黄化叶＞重度黄化叶＞轻度黄化叶＞正常叶的趋势.     

玉米冠层全光谱特征在不同施氮量和品种下的响应

采用光谱分析方法对生长在东北黑土上的大喇叭口期春玉米进行了不同施氮量、不同品种的冠层光谱特征研究。结果表明:不同施氮量下玉米冠层全光谱曲线图具有类似的趋势,350~500 nm和640~660 nm波段内反射曲线随着施氮水平的增加呈上升趋势,光谱反射率在不同波段差异较大,在可见光波范围内,350~500 nm波段内N2处理光谱反射率普遍高于其他处理,在500~650 nm附近反射率N0N3N2N1,反射曲线呈先下降后上升趋势排列;在750~1 350,1 450~1 800,2 000~2 350 nm波段内的玉米冠层光谱特征在不同施氮量下也呈现不同的趋势;施氮量对750~1 350,1 450~1 800,2 000~2 350 nm波段内的玉米冠层光谱特征有一定程度的影响;正常施氮量条件下不同品种玉米全光谱曲线在整个波段的趋势均一致,聚类分析显示不同玉米品种在不同波段光谱反射率差异较大。     

不同时空状态下烤烟冠层光谱数据稳定性研究

为明确烤烟光谱测定的最佳时空条件,以烤烟品种K326 为材料,通过采集田间不同测定时间及探头高 度下烤烟冠层光谱反射率并就其变异系数进行分析。结果表明院10颐00~12颐00 时烤烟冠层光谱的变异系数均小于其他 时段,稳定性较高;不同探头高度烤烟冠层反射光谱的变异系数在可见光（460~710 nm）波段表现为院探头高度1.0 m 与1.5 m所测定的光谱数据稳定性差异不大,但都明显好于探头高度0.5 m所测光谱数据稳定性;近红外（760~1 650 nm）波段探头高度为1.5 m时所测量的光谱数据最稳定,其次是探头高度为1.0 m时所测量的光谱数据,探头高度为 0.5 m光谱数据变异系数最大,稳定性最差。因此,烤烟光谱测定最佳时空条件为探头高度1.5 m、测定时间10:00~12: 00。     

基于近红外光谱与图像识别技术融合的烟叶成熟度的判别

为提高鲜烟叶成熟度的识别精度,提出基于近红外光谱和图像识别的多源信息融合技术的烟叶成熟度判别方法：利用随机森林(RF)方法分别建立近红外光谱判别模型、图像判别模型和多源信息融合判别模型,对烟叶成熟程度进行检测。近红外光谱模型对红花大金元、K326和云烟87等3个烤烟品种烟叶成熟度的识别正确率分别为91.27%、90.43%、89.44%,图像模型的识别正确率分别为86.20%、86.96%、81.23%,融合模型的识别正确率分别为94.08%、94.78%和92.96%。与近红外光谱模型相比,融合模型的判别正确率平均提高了3.93%;与图像模型相比,融合模型的判别正确率平均提高了10.83%。     

烤烟叶片镉含量高光谱预测模型的构建

为快速准确地获取烟草叶片镉含量,本研究模拟了4个镉污染水平,用美国ASD光谱仪获取每个污染水平的烟草叶片光谱反射率,并测定不同时期烟草叶片的镉含量,筛选出与镉含量相关性最好的敏感波段,并建立光谱参数,将光谱参数作为输入因子建立烟草叶片镉含量的BP神经网络模型。结果表明：随着镉含量增加,在可见光和近红外范围（400~910 nm）内反射率先降低后增加,在930~1 000 nm波段范围内,叶片反射率与烟叶中镉含量呈正相关,在1 000~2 500 nm波段范围内反射率先增加后降低。经筛选,比值植被指数（RVI）和归一化植被指数（NDVI）的光谱指数分别为RVI （520,710）和NDVI （530,710）; BP神经网络模型的决定系数（R²）为0.681,均方根误差（RMSE）为8.001,并对模型进行检验,R²为0.801,RMSE为4.430。研究表明,BP神经网络模型对烟草叶片镉含量具有良好的预测效果。     

红云红河集团保山基地烤烟红花大金元适宜采收成熟度研究

为明确红云红河集团保山基地红花大金元烤烟品种的适宜采收成熟度,本研究设置不同部位、不同成熟度处理,对不同处理鲜烟素质指标及烤后烟叶外观质量、经济性状、化学成分等进行对比分析。结果表明：综合来看,红云红河集团保山基地红花大金元采收适宜成熟度标准为：下部叶,打顶后14 d左右,烟叶叶面黄绿色面积50%～60%,主脉变白1/3以上;中部叶,打顶后34 d左右,烟叶叶面浅黄色面积70%～80%,主脉变白2/3以上;上部叶,打顶后48～51 d,烟叶叶面浅黄色面积80%以上,主脉变白3/4以上。     

烤烟不同成熟度叶片组织结构与色素含量的变化

对烤烟品种龙江911不同部位、不同成熟度的鲜烟叶组织结构进行了观察,同时测定了其叶绿素、胡萝卜素的百分含量。结果表明,上、中、下不同部位烟草叶片的叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度及栅栏组织与海绵组织厚度比值均随成熟度的增加而下降;细胞间孔隙度随成熟度发展而增大;叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量也随成熟度的增加而降低。     

不同成熟度对烟叶内在质量的影响

为研究不同成熟度对烤后烟叶内在品质的影响,以长春烟区柳河县烟草主栽品种吉烟9号的3个部位不同成熟度烟叶为材料,进行化学成分检测和感官评吸。结果表明,下部尚熟烟叶（提前采收）、中部成熟烟叶（正常采收）和上部完熟烟叶（推迟5～7d）的各项化学成分适中,化学成分比值协调,香气物质含量比较高;评吸结果香气量足,青杂气轻,刺激性小,余味干净、舒适。因此,烟区烤烟的烟叶成熟采收标准为下部叶适时早收,中部叶成熟稳收,上部叶成熟后推迟5～7d采收。     

棉花高光谱植被指数与LAI和地上鲜生物量的相关关系研究

通过测试棉花关键生育阶段350～2 500 nm波段的冠层高光谱数据,用近红外波段760～850 nm及红光波段650～670 nm的2个范围内的波段,组成了高光谱归一化植被指数(NDVI)和800和670 nm两个波段组成修改型二次土壤调节植被指数(MSAVI2),分别与棉花叶面积指数(LAI)和地上鲜生物量进行相关分析,结果表明,棉花NDVI和MSAVI2与LAI和地上鲜生物量两个参数均以幂指数相关关系为最佳(RNDVI-LAI=0.729 1·,RMSAVI2-LAI=0.743 6·,n=81;RNDVI-鲜生物量=0.742 6·,RMSAVI2-鲜生物量=0.791 1·,n=59), MSAVI2与LAI和地上鲜生物量的相关性均高于NDVI与LAI和地上鲜生物量的相关性,说明MSAVI2较NDVI能更好的消除土壤背景对反射光谱造成的影响,能较精确的提取反映棉花生长状况的叶面积指数和生物量信息.     

提高昌宁县烤烟成熟度的有效途径

面对消费者吸食口味和卷烟工业对原料要求的变化,烟叶成熟度越来越受到厂家的关注和重视。为此,烟叶的生产应关注烟叶成熟度的重要性,就烟叶的成熟度进行初探,着力从烟叶栽培措施、烟叶采收调制改善烟叶的田间鲜烟成熟度和调制后成熟度,以适应消费者的需求,确保当地烤烟生产持续、稳定、健康的发展,创建当地优质烟叶品牌,为卷烟工业的生产提供更多可用性强的优质烟叶。     

指示叶片成熟度对一次性采收的上部烟叶可用性的影响

为探讨一次性采收上部烟叶适宜成熟度和采收方法,以烤烟(Nicotiana tabacum L.)品种云烟87为材料,选取上部倒数第3片叶为指示叶片,研究指示叶片处于尚熟、成熟和完熟时对一次性采收的上部烟叶可用性的影响。结果表明,随着指示叶片采收成熟度由尚熟提高到成熟再到完熟,上部叶SPAD值、叶片厚度和叶质重均下降,且不同成熟度间差异显著;总糖和还原糖含量均表现为先增加后降低的趋势,分别在15.99%~20.53%和14.85%~18.80%范围内变动;总氮为2.95%~3.40%,烟碱为3.19%~3.42%;糖碱比为4.87~6.25,并随着成熟度的提高而增加;上部倒数1~3片叶上等烟比例因叶位升高而增加,倒数4~6片叶上等烟比例则反降。尚熟采收的产量最高(1 255.42 kg/hm2),而成熟采收的产值最高(2.48万元/hm2)。利用指示叶片成熟度来指导上部叶一次性采收可行。