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高光譜相機(jī)監(jiān)測(cè)豆科植物生物量和氮積累的方法

來源:賽斯拜克 發(fā)表時(shí)間:2023-09-21 瀏覽量:563 作者:

高光譜相機(jī)在許多科學(xué)領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用,特別是在環(huán)境和農(nóng)業(yè)研究中。豆科植物作為一種重要的農(nóng)作物,其生物量和氮積累的監(jiān)測(cè)對(duì)于提高產(chǎn)量、優(yōu)化營(yíng)養(yǎng)管理等方面具有重要意義。本文將介紹高光譜相機(jī)監(jiān)測(cè)豆科植物生物量和氮積累的方法步驟。

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高光譜相機(jī)監(jiān)測(cè)豆科植物生物量和氮積累的方法通常包括以下步驟:

  1. 數(shù)據(jù)獲取:使用高光譜相機(jī)獲取豆科植物的高光譜圖像數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)覆蓋可見光到近紅外的光譜范圍,能夠捕捉豆科植物的光譜特征。

  2. 數(shù)據(jù)預(yù)處理:對(duì)獲取的高光譜圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,包括噪聲去除、輻射定標(biāo)、大氣校正等步驟,以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和準(zhǔn)確性。

  3. 特征提取:利用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法或機(jī)器學(xué)習(xí)算法,對(duì)預(yù)處理后的高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取。這些特征可能與豆科植物的生物量和氮積累相關(guān)的光譜反射率、植被指數(shù)等。通過選擇合適的特征,能夠刻畫豆科植物的生長(zhǎng)狀況和養(yǎng)分含量。

  4. 建立模型:基于提取的特征,使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法(如支持向量機(jī)、隨機(jī)森林、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等)建立豆科植物生物量和氮積累的預(yù)測(cè)模型。這些模型將高光譜特征與生物量和氮積累進(jìn)行關(guān)聯(lián),并通過訓(xùn)練和驗(yàn)證來優(yōu)化模型的性能。

  5. 模型驗(yàn)證與應(yīng)用:使用獨(dú)立的驗(yàn)證數(shù)據(jù)集對(duì)建立的模型進(jìn)行驗(yàn)證,評(píng)估模型的預(yù)測(cè)能力和準(zhǔn)確性。一旦模型被驗(yàn)證為有效,可以應(yīng)用于實(shí)際的豆科植物監(jiān)測(cè)中。通過獲取新的高光譜數(shù)據(jù),結(jié)合建立的模型,可以預(yù)測(cè)豆科植物的生物量和氮積累情況。

需要注意的是,為了準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)豆科植物的生物量和氮積累,需要充分考慮豆科植物的光譜特征、生長(zhǎng)環(huán)境和品種等因素對(duì)模型的影響。此外,結(jié)合其他農(nóng)學(xué)觀測(cè)數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)源,可以提供更全面和準(zhǔn)確的信息,進(jìn)一步提高監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性和精度。

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