[發(fā)明專利]基于高光譜技術(shù)的葉面降塵量測定方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310359336.2 | 申請日： | 2013-08-16 |
| 公開（公告）號： | CN103411846A | 公開（公告）日： | 2013-11-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 彭杰;向紅英;王家強 | 申請（專利權(quán)）人： | 塔里木大學(xué) |
| 主分類號： | G01N5/04 | 分類號： | G01N5/04 |
| 代理公司： | 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246 | 代理人： | 龔燮英 |
| 地址： | 843301 新疆維吾爾自治區(qū)阿*** | 國省代碼： | 新疆;65 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 光譜 技術(shù) 葉面 降塵 測定 方法 | ||
1.一種基于高光譜技術(shù)的葉面降塵量測定方法，其特征在于，包括以下步驟：
（1）試驗材料的選擇及采集
先選擇降塵區(qū)具有較強滯塵能力的樹種，接著對每棵樹種采集3～5片健康、無病斑和蟲害并具有一定葉面降塵的葉片；
（2）光譜測試與處理
先將上述步驟（1）中的葉片放于黑色棉布上，再將光譜輻射儀的探頭保持垂直向下并距離葉片一定距離，然后在每個葉片上采集5個不同部位樣點分別進行光譜測定，最后以5個樣點測定的平均值作為該葉片的光譜反射率；
（3）葉面降塵量測定
先將測完光譜的葉片剪除葉柄并測定其葉面積，測完葉面積后，放入預(yù)熱至105℃殺青30分鐘，然后在80℃下烘干至恒重并進行第一次稱重，接著將第一次稱重后的葉片放入蒸餾水中浸泡20～30分鐘,待葉片變軟后，用軟毛刷將其正面的降塵洗凈，經(jīng)蒸餾水沖洗后，再次于80℃烘干至恒重，進行第二次稱重；
（4）葉面降塵的去除
選擇葉面具有明顯降塵的葉片，摘下后迅速進行第一有塵光譜測定，第一有塵光譜測定完后，用蒸餾水將其降塵洗凈，放于陽光下將表面的水分蒸發(fā)，待葉片表面無明顯可見水分時，進行第二次無塵光譜測定；
（5）葉面降塵敏感波段的確定
對比同一葉片去葉面降塵前后的高光譜特征的變化情況，將去葉面降塵后反射率變化最大的波段初步確定為敏感波段；再將葉面降塵量數(shù)據(jù)與葉片350～1050nm波段的高光譜數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析，將相關(guān)性達到極顯著水平的波段初步確定為敏感波段；比較這兩種敏感波段的范圍，將二者重疊的波段最終確定為葉面降塵的敏感波段；
（6）建模與驗證
采用一元線性回歸和多元線性回歸、偏最小二乘回歸、主成分回歸四種方法分別進行建模；選用一定數(shù)量的樣本分別用于建模和用于模型的檢驗；選取均方根誤差、決定系數(shù)、樣本標(biāo)準(zhǔn)差與預(yù)測均方根誤差比這3個指標(biāo)，對模型的預(yù)測能力和穩(wěn)定性進行檢驗。
2.如權(quán)利要求1所述的基于高光譜技術(shù)的葉面降塵量測定方法，其特征在于：所述步驟（1）中的樹種為榆樹，分別采集了兩次樣品，第一次采集50片葉，第二次采集33片葉，共計83片葉。
3.如權(quán)利要求1所述的基于高光譜技術(shù)的葉面降塵量測定方法，其特征在于：所述步驟（2）中光譜測定采用的是手持式野外光譜輻射儀，所述手持式野外光譜輻射儀的波段值為350～1050nm，光譜分率為3nm，光譜采樣間隔為1.4nm；
所述步驟（2）中的光譜測定是選擇在晴朗無云、風(fēng)力小于三級的天氣進行，測定時間為北京時間12:00～16:00；在測定過程中每隔一小時標(biāo)定一次白板，同時，將噪聲較大的350～399nm波段范圍的光譜數(shù)據(jù)去除，對測量后的光譜數(shù)據(jù)進行平滑處理和一階微分處理。
4.如權(quán)利要求3所述的基于高光譜技術(shù)的葉面降塵量測定方法，其特征在于：所述平滑處理和一階微分處理后的光譜數(shù)據(jù)要與葉面降塵量做相關(guān)性分析，根據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果，構(gòu)建葉面降塵差值指數(shù)、葉面降塵比值指數(shù)、葉面降塵歸一化指數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的基于高光譜技術(shù)的葉面降塵量測定方法，其特征在于：所述步驟（3）中是將測完光譜的葉片放于有編號的信封內(nèi)，帶回實驗室后，剪除葉柄并用葉面積測定儀測定葉片的葉面積，記為S，單位為cm2，測完葉面積后，放于預(yù)熱至105℃的烘箱中殺青30分鐘，再于80℃下烘干至恒重，接著用萬分之一的電子天平第一次稱重，記為W1；然后將第一次稱重之后的葉片放于蒸餾水中浸泡30分鐘后，用軟毛刷將其正面的降塵洗凈，經(jīng)蒸餾水沖洗后，放于對應(yīng)的信封中于烘箱中烘干至恒重，進行第二次稱重，記為W2；
所述葉面降塵量的計算公式為：FDC(g·m-2)=(W1-W2)÷S×10000。
6.如權(quán)利要求1或2所述的基于高光譜技術(shù)的葉面降塵量測定方法，其特征在于：所述步驟（5）中所述用于建模的是采用所述第一次采集的50個樣本；所述用于模型檢驗的是采用所述第二次采集的33個樣本。
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