本研究應用400-1000nm的高光譜相機,可采用杭州彩譜科技有限公司產品FS13進行相關研究。光譜范圍在400-1000nm,波長分辨率優于2.5nm,可達1200個光譜通道。采集速度全譜段可達128FPS,波段選擇后最高3300Hz(支持多區域波段選擇)。
葉綠素在植物光合作用過程中起著重要作用,其含量是植物營養脅迫、光合作用能力和生長狀況的重要指示因子。對植物葉綠素含量進行檢測,可以用來監測植物生長發育狀況,從而科學指導栽培、施肥管理工作,確保作物長勢良好,提高作物品質和產量,對實踐精準農業和林業具有重要的意義。傳統的葉綠素含量檢測方法是分析化學方法,即將葉片采集到實驗室,經過化學溶劑提取,再在分光光度計上測定其提取液在兩個特定波長處的吸光度,根據公式計算出葉綠素的含量。該方法測量精度高,但操作繁瑣、費時費力,且取樣時對植株有損傷,無法滿足現場快速無損的檢測要求。
可見-近紅外光譜法是近年來迅速發展起來的分析檢測方法,可充分利用全譜段或多波長下的光譜數據進行定性或定量分析。與傳統的分析化學方法相比,可見-近紅外光譜法具有分析速度快、效率高、成本低、無損傷、無污染等特點,已廣泛應用于眾多領域。本文采用透反射采樣方式獲取植物葉片的可見-近紅外光譜信號,采用平滑、一階微分以及小波變換的方法對所獲得的光譜數據進行預處理,應用偏最小二乘法(PLS)建立了植物葉片葉綠素含量與葉片吸收光譜
本文提出了一種應用可見-近紅外光譜技術檢測植物葉綠素含量的方法。采用透反射采樣方式采集葉片的光譜,運用平滑、微分和小波變換的方法預處理光譜數據,減少了非目標因素的影響,提高了信噪比;而后利用偏最小二乘法建立了葉片葉綠素含量與葉片吸收光譜的定量分析模型,經分組驗證該模型的預測精度滿足實際測量應用的要求。本文研究表明,應用可見-近紅外光譜技術檢測葉片葉綠素含量是可行的,為快速尤損檢測葉片葉綠素含量提供了依據,也為今后開發相應的無損檢測儀器奠定了基礎。
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