一种荔枝叶片镁含量的预测方法及预测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种荔枝叶片镁含量的预测方法及预测系统，该方法包括利用光谱仪对荔枝冠层测量，获得荔枝冠层反射光谱数据；并同步采集荔枝冠层叶片样本，获得叶片样本的叶片镁含量数据；对所获取到的光谱数据进行预处理，获得预处理后的光谱数据；利用波段平均方法对预处理后的光谱数据进行降维处理；对降维处理后的光谱数据进行正交信号校正处理；将所获得的正交信号较正处理后的光谱数据和叶片样本的叶片镁含量进行偏最小二乘算法回归建模，获得叶片镁含量预测模型；将预测集数据输入至叶片镁含量预测模型中，得到预测集叶片镁含量预测结果。本发明专利技术能够快速、准确有效地预估测量出荔枝叶片的镁含量。

【技术实现步骤摘要】
一种荔枝叶片镁含量的预测方法及预测系统
本专利技术涉及测量技术，具体涉及一种荔枝叶片镁含量的预测方法及预测系统。
技术介绍
我国荔枝主要种植在丘陵坡地，土壤养分肥力较低，土壤镁含量缺乏较为普遍。南方高温多雨的酸性土壤，镁素的淋溶损失十分严重，随着作物产量的不断提高，氮磷钾化肥用量的逐步增加，土壤镁素养分的亏缺日益加剧。镁素成为果树营养胁迫的主要因素之一。荔枝果皮着色和果肉风味变佳是果实成熟的重要标志，也是最重要的外观和内在品质因素，研究表明镁是影响荔枝果实品质的重要因素。然而，现有技术中并没有提供一种有效、快速测量荔枝叶片镁含量的方法，从而不利于荔枝果实品质。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种荔枝叶片镁含量的预测方法及预测系统，以有效、快速地测量荔枝叶片镁含量，以利于荔枝果实品质。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：第一方面本专利技术实施例提供了一种荔枝叶片镁含量的预测方法，包括：利用光谱仪对荔枝冠层测量，获得荔枝冠层反射光谱数据；并同步采集荔枝冠层叶片样本，并对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种荔枝叶片镁含量的预测方法，其特征在于，包括：/n利用光谱仪对荔枝冠层测量，获得荔枝冠层反射光谱数据；并同步采集荔枝冠层叶片样本，并对叶片样本进行化学分析，获得叶片样本的叶片镁含量数据；/n对所获取到的光谱数据进行预处理，去除水分和噪声影响波段范围的反射信息，获得预处理后的光谱数据；/n利用波段平均方法对预处理后的光谱数据进行降维处理，获得降维处理后的光谱数据；/n对降维处理后的光谱数据进行正交信号校正处理，获得正交信号较正处理后的光谱数据；/n将所获得的正交信号较正处理后的光谱数据和叶片样本的叶片镁含量进行偏最小二乘算法回归建模，获得叶片镁含量预测模型；/n将预测集数据输入至叶片镁含量...

【技术特征摘要】
20200305 CN 20201014573101.一种荔枝叶片镁含量的预测方法，其特征在于，包括：
利用光谱仪对荔枝冠层测量，获得荔枝冠层反射光谱数据；并同步采集荔枝冠层叶片样本，并对叶片样本进行化学分析，获得叶片样本的叶片镁含量数据；
对所获取到的光谱数据进行预处理，去除水分和噪声影响波段范围的反射信息，获得预处理后的光谱数据；
利用波段平均方法对预处理后的光谱数据进行降维处理，获得降维处理后的光谱数据；
对降维处理后的光谱数据进行正交信号校正处理，获得正交信号较正处理后的光谱数据；
将所获得的正交信号较正处理后的光谱数据和叶片样本的叶片镁含量进行偏最小二乘算法回归建模，获得叶片镁含量预测模型；
将预测集数据输入至叶片镁含量预测模型中，得到预测集叶片镁含量预测结果。


2.如权利要求1所述的荔枝叶片镁含量的预测方法，其特征在于，所述对降维处理后的光谱数据进行正交信号校正处理包括：
降维处理后的光谱数据矩阵为X(I×J)，I为测试集样本数，J为波段数，该矩阵中的某一元素xij(i＝1，2，......，I；j＝1，2，.......，J)的含义是第i个样本在第j个波段处的反射率，荔枝叶片中镁含量实测值向量为y(I×1)；
1)计算第一权重向量w：描述为max(wTXTXw)，wTXTy＝1式中T表示向量或者矩阵的转置；
2)计算得分向量t：t＝Xw；
3)计算载荷向量p：p＝XTt/(tTt)；
4)计算从原始光谱矩阵X中滤除第一OSCI因子后的矩阵Xo，1，Xo，1＝X-tpT；
5)以Xo，1代替X，重复上述步骤1)-4)，计算滤除第二个OSC因子后的矩阵Xo，2；如此循环，可求出Xo，3，Xo，4......；
6)预测集光谱数据矩阵Xun的OSC较正则利用测试集OSC因子的权重与载荷向量进行；
7)tun＝Xunwi，wi为测试集第i个OSC因子的权重向量；
8)Xun，o＝Xun-tunpi为测试集第i个OSC因子的载荷向量，Xun，o为正交信号较正处理的光谱数据。


3.如权利要求1或2所述的荔枝叶片镁含量的预测方法，其特征在于，在获得叶片镁含量预测模型还包括：模型精度评价步骤：
模型确定系数R2和均方根误差RMSE来评价建模模型的精度：






yi，分别是观测值，观测值的预测值，观测值均值，n为样本数量。


4.如权利要求1所述的荔枝叶片镁含量的预测方法，其特征在于，所述去除水分和噪声影响波段范围的反射信息包括：波段1350-1450nm，1800-1960nm，2350-2500nm范围的反射信息。


5.如权利要求1所述的荔枝叶片镁含量的预测方法，其特征在于，所述利用波段平均方法对预处理后的光谱数据进行降维处理包括：
进行10波段平均的光谱数据降维，降维后的光谱数据反射率范围为：354～1344，1453～1793，1962～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丹，姜浩，王重洋，陈金月，周慧，陈水森，吾木提·艾山江，郑琼，王力，
申请(专利权)人：广州地理研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44