發(fā)布時間：2025-04-18 04:48

　　 水是植物正常生長發(fā)育必不可缺的元素之一,能夠快速檢測并獲取植物葉片水分,對田間作物灌溉生產(chǎn)管理和作物的生理需水特性研究等具有重要的意義。利用RedEdge-M型號多光譜相機(jī),以不同生育期的55組玉米葉片作為試驗(yàn)對象,在光線充足且無陰影遮擋的環(huán)境下對試驗(yàn)玉米葉片樣本進(jìn)行拍攝,拍攝過程中通過直連下行光傳感器來消除太陽高度角對光譜反射的影響,每組玉米葉片樣本經(jīng)過拍攝可得到藍(lán)、綠、紅、近紅外和紅邊等5個波段的TIFF圖像。借助圖像處理軟件ENVI5.3構(gòu)建玉米葉片樣本興趣區(qū)域(ROI),以ROI范圍內(nèi)玉米葉片樣本的平均反射光譜作為該樣本的反射光譜來減小鏡頭邊緣減光現(xiàn)象帶來的誤差。參照標(biāo)準(zhǔn)白板出廠時提供的專屬標(biāo)定反射率、白板ROI范圍內(nèi)的平均反射光譜和玉米葉片樣本白板ROI范圍內(nèi)的平均反射光譜,比值換算得到各組玉米葉片5個波段處的光譜反射率。同時利用YLS-D型號植物營養(yǎng)測定儀,采用五點(diǎn)取樣法選擇玉米葉片的5個區(qū)域測取玉米葉片樣本的水厚度平均值作為葉片含水量的測量指標(biāo)。隨機(jī)選取43組玉米葉片樣本得出的光譜反射率作為訓(xùn)練樣本,采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立基于多光譜圖像的玉米葉片含水量反演模型,并融合萊文貝...

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【部分圖文】：

圖1 RedEdge-M多光譜相機(jī)

采用YLS-D型號植物營養(yǎng)測定儀進(jìn)行玉米葉片水分的測量,正常工作的量程在0～99.9RH%之間,工作誤差為±0.5個標(biāo)準(zhǔn)單位,見圖2。能夠滿足測量葉片水分的要求。使用前需要進(jìn)行初始化校準(zhǔn)。圖2YLS-D型號植物營養(yǎng)測定儀

圖2 YLS-D型號植物營養(yǎng)測定儀

圖1RedEdge-M多光譜相機(jī)1.3樣本葉片采集及數(shù)據(jù)分析

圖3 玉米葉片ROI的繪制

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種根據(jù)研究樣本誤差,使用逆?zhèn)鞑ニ惴ǚ磸?fù)訓(xùn)練完善的多層前饋網(wǎng)絡(luò),在數(shù)據(jù)預(yù)測、樣本檢測和圖像融合等多領(lǐng)域具有廣泛的實(shí)施操作性[19]。而早期經(jīng)典的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在訓(xùn)練過程存在收斂速度較慢、受到個別樣本異常值擾動的情況下易出現(xiàn)局部過擬合和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)最優(yōu)化難以確....

圖4 含水量反演模型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

表2隱含層神經(jīng)元求解主要參數(shù)Table2MainparametersforsolvinghiddenlayerneuronsNumberofneuronsinthehiddenlayerNumberofiterationsMSE2270.....

本文編號：4040555