【技术实现步骤摘要】
基于无人机影像光谱与纹理特征的小麦氮浓度反演方法
本专利技术涉及一种小麦氮浓度反演方法，尤其涉及一种基于无人机影像光谱与纹理特征的小麦氮浓度反演方法，属于遥感反演
技术介绍
遥感技术常用来实现小麦植株氮浓度的快速、无损探测。长期以来遥感信息的获取手段主要依托地面设备、有人机、卫星三种平台。基于它们获得的数据，学者们开展了大量的研究，具体可分为经验方法、半经验方法和机理模型法三类。经验方法指基于植被原始光谱或其导数光谱，利用偏最小二乘回归分析、人工神经网络分析及支持向量机分析等提取信息能力强的数学方法，直接建立光谱信息与目标参数的关系模型，利用模型对目标参数进行预测的方法。这种方法往往在建模时能获得较好的结果，但是由于缺乏机理性，经常只适合研究者当时的研究情况，很难在不同地点甚至同一地点不同年份推广应用。半经验方法指光谱指数法，它通过光谱指数来建立对目标参数的定量关系模型，然后利用模型来对目标参数进行预测，是目前使用最多的方法。光谱指数由植被反射光谱曲线上某些特定波段反射率组合而成，波段组合的选取参照...
【技术保护点】
1.一种基于无人机影像光谱与纹理特征的小麦氮浓度反演方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：/nⅠ、无人机观测系统搭建与影像获取；无人机影像在10:00～14:00之间晴朗无云时进行获取；影像至少具有722nm、702nm、670nm、550nm、450nm五个波段光谱信息；影像地面分辨率为0.8cm；/nⅡ、影像中土壤信息的自动剔除；利用影像的670nm、550nm、450nm三个波段来计算过绿指数ExG和过红指数ExR的差值ExG-ExR；其中，ExG、ExR的计算公式，如公式①和公式②所示；分析ExG-ExR的灰度影像，基于Otsu方法自动确定影像分割阙值，取大于阙值...
【技术特征摘要】
1.一种基于无人机影像光谱与纹理特征的小麦氮浓度反演方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
Ⅰ、无人机观测系统搭建与影像获取；无人机影像在10:00～14:00之间晴朗无云时进行获取；影像至少具有722nm、702nm、670nm、550nm、450nm五个波段光谱信息；影像地面分辨率为0.8cm；
Ⅱ、影像中土壤信息的自动剔除；利用影像的670nm、550nm、450nm三个波段来计算过绿指数ExG和过红指数ExR的差值ExG-ExR；其中，ExG、ExR的计算公式，如公式①和公式②所示；分析ExG-ExR的灰度影像，基于Otsu方法自动确定影像分割阙值，取大于阙值的像元作为小麦区域，小于阙值的像元作为非小麦区域；去除非小麦区域的影像，仅保留小麦区域影像；
ExG＝2×R550-R670-R450公式①
式中，ExG为过绿指数；R550为550nm处的波段反射率；R670为670nm处的波段反射率；R450为450nm处的波段反射率；
ExR＝1.4×R670-R550公式②
式中，ExR为过红指数；R550为550nm处的波段反射率；R670为670nm处的波段反射率；
Ⅲ、诊断植株氮浓度的纹理指数构建；光谱指数中的双峰冠层氮指数具有最好反演小麦植株氮浓度的能力，因此应用双峰冠层氮指数的纹理特征构建诊断小麦植株氮浓度的纹理指数；
双峰冠层氮指数图像基于步骤Ⅱ中剔除非小麦区域的无人机影像计算获得，其计算方法如公式③所示；然后应用灰度共生矩阵法计算双峰冠层氮指数图像的纹理特征；基于获得的灰度共生矩阵，计算纹理特征的同质性和对比度；构建诊断植株氮浓度的纹理指数NTI，如公式④所示；
DCNI＝(R722-R702)/(R702-R670)/(R722-R670+0.03)公式③
其中，DCNI表示双峰冠层氮指数，R722为722nm处的波段反射率；R702为702nm处的波段反射率；R670为670nm处的波段反射率；
其中，NTI为诊断植株氮浓度的纹理指数；HomogeneityDCNI为基于DCNI图像计算的同质性；ContrastDCNI为基于DCNI图...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏飞，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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