一种快速检测冬小麦植株水分状况的模型构建方法、系统及存储介质

本发明涉及农业检测领域，更具体的说是涉及一种快速检测冬小麦植株水分状况的模型构建方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、采取无损、快速且精准的小麦干旱监测手段，是应对气候变化和水资源短缺的最有效途径，而植株含水量(pwc)的快速准确估算对农业生产和农业水资源高效利用具有重要意义。热成像传感器能够记录拍摄范围内的热辐射并提供图像中每个像素温度值，这对于快速获取大面积范围内作物冠层温度差异及空间分布具有重要意义。此外，小波变换通过将输入的原始光谱分解为各个尺度(频率)新形式的数据，能够量化原始反射光谱中的分量，用于作物检测涉及水分状况、氮素状况和病虫害方面。作物水分状况的变化是一个复杂的生理生化过程，仅靠单一传感器信息不能全面表征作物面临的水分亏缺程度。因此，如何将上述方法有机的结合起来，提高小麦水分状况检测效率是本领域技术人员亟需研究的。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种快速检测冬小麦植株水分状况的模型构建方法、系统及存储介质，以解决背景技术中存在的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种快速检测冬小麦植株水分状况的模型构建方法，包括以下步骤：

4、分别采集小麦冠层高光谱数据、冠层温度参数以及植株含水量；

5、利用连续小波变换将高光谱数据分解，并利用连续投影算法消除冗余信息；

6、利用gra数据融合算法，通过线性模型，融合连续小波变换和连续投影算法筛选后的高光谱数据估测结果、冠层温度参数估测结果，建立与因变量(即植株含水量)之间相关关系，从而构建冬小麦植株含水量预测模型。

7、可选的，预测模型的计算公式如下：

8、y＝w0+(whs×xhs)+(wti×xti)；

9、其中，y代表含水量，基于高光谱数据hs和热成像数据ti估测植株含水量的结果，whs和wti分别是高光谱数据hs和冠层温度参数数据ti估测结果的权重，w0是截距。

10、可选的，一维高光谱反射率通过连续小波变换转换为二维小波系数，计算公式为：

11、

12、

13、式中，wf(a,b)为小波系数；f(λ)为高光谱反射率，λ为光谱波段，ψa,b(λ为经过尺度因子a、伸缩因子b变换的小波基函数。

14、可选的，计算植株含水量pwc，公式如下：

15、pwc(％)＝(pwf-pwd)/pwf×100；

16、式中，pwf为植株各部分鲜重总和，pwd为植株各部分重总和。

17、一种快速检测冬小麦植株水分状况的模型构建系统，包括：

18、小麦数据采集模块：用于分别采集小麦冠层高光谱数据、冠层温度参数以及植株含水量；

19、消除冗余信息模块：用于利用连续小波变换将高光谱数据分解，并利用连续投影算法消除冗余信息；

20、预测模型构建模块：利用gra数据融合算法，通过线性模型，融合连续小波变换和连续投影算法筛选后的高光谱数据估测结果、冠层温度参数估测结果，建立与因变量(即植株含水量)之间相关关系，从而构建冬小麦植株含水量预测模型。

21、一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任意一项所述的一种快速检测冬小麦植株水分状况的模型构建方法的步骤。

22、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种快速检测冬小麦植株水分状况的模型构建方法、系统及存储介质，为冬小麦水分状况快速无损鉴定提供理论依据和技术支持。

技术特征：

1.一种快速检测冬小麦植株水分状况的模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种快速检测冬小麦植株水分状况的模型构建方法，其特征在于，预测模型的计算公式如下：

3.根据权利要求1所述的一种快速检测冬小麦植株水分状况的模型构建方法，其特征在于，一维高光谱反射率通过连续小波变换转换为二维小波系数，随即在采用连续投影算法筛选不同分解尺度下的敏感高光谱参数，小波变换计算公式为：

4.根据权利要求1所述的一种快速检测冬小麦植株水分状况的模型构建方法，其特征在于，计算植株含水量pwc，公式如下：

5.一种快速检测冬小麦植株水分状况的模型构建系统，其特征在于，包括：

6.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任意一项所述的一种快速检测冬小麦植株水分状况的模型构建方法的步骤。

技术总结本发明公开了一种快速检测冬小麦植株水分状况的模型构建方法、系统及存储介质，涉及农业检测领域。本发明包括以下步骤：分别采集小麦冠层高光谱数据、冠层温度参数以及植株含水量；利用连续小波变换将高光谱数据分解，并利用连续投影算法消除冗余信息；利用GRA数据融合算法，融合连续小波变换和连续投影算法筛选后的高光谱数据及冠层温度参数，构建冬小麦植株含水量(PWC)预测模型。本发明为冬小麦水分状况快速无损鉴定提供理论依据和技术支持。技术研发人员：温鹏飞,高晨凯,吴珂,王同朝,冯伟,关小康受保护的技术使用者：河南农业大学技术研发日：技术公布日：2024/10/10