紫玉米葉片花色苷含量的測量方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種紫玉米葉片花色苷含量的測量方法及系統(tǒng)，該方法包括：采集樣本中紫玉米父本葉片在不同波長時(shí)對應(yīng)的第一高光譜反射率，采集樣本中第一代紫玉米葉片在不同波長時(shí)對應(yīng)的第二高光譜反射率；測定第一代紫玉米葉片的花色苷含量；對第一高光譜反射率和第二高光譜反射率進(jìn)行加成運(yùn)算；確定運(yùn)算結(jié)果對應(yīng)的相關(guān)性曲線中，相關(guān)性最強(qiáng)時(shí)所對應(yīng)的波長為敏感波長；根據(jù)花色苷含量、敏感波長和敏感波長所對應(yīng)的加成高光譜反射率，建立花色苷含量測試模型，由于建模所采用的數(shù)據(jù)是：敏感波長、敏感波長對應(yīng)的加成高光譜反射率和第一代紫玉米葉片花色苷含量，因此，該方式建模測得的花色苷的含量更加準(zhǔn)確。
【專利說明】
紫玉米葉片花色苷含量的測量方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，尤其涉及一種紫玉米花葉片花色苷含量的測量方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]紫玉米是一種來源于美洲安第斯山脈的古老玉米品種，與傳統(tǒng)玉米不同，紫玉米收獲的內(nèi)容包括紫玉米籽粒和葉片。紫玉米的葉片和籽粒上均呈現(xiàn)紫色，而這種鮮艷的顏色是由一類稱為花色苷類的物質(zhì)所呈現(xiàn)。
[0003]目前常用的一種檢測花色苷含量的方法是高光譜法，該方法通過對樣品高光譜數(shù)據(jù)的反演，計(jì)算花色苷含量，屬于快速、無損檢測方法，結(jié)合遙感技術(shù)可以在大尺度范圍內(nèi)對紫玉米采收進(jìn)行決策。
[0004]但是，這種高光譜建模的精度都比較低，測得花色苷含量不準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種紫玉米葉片花色苷含量的測量方法及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有模型測量花色苷含量不準(zhǔn)確的問題。
[0006]本發(fā)明一方面是提供了一種紫玉米葉片花色苷含量的測量方法，包括:
[0007]采集樣本中紫玉米父本葉片在不同波長時(shí)對應(yīng)的第一高光譜反射率，采集樣本中第一代紫玉米葉片在不同波長時(shí)對應(yīng)的第二高光譜反射率；
[0008]測定所述第一代紫玉米葉片的花色苷含量；
[0009]對所述第一高光譜反射率和所述第二高光譜反射率進(jìn)行加成運(yùn)算，獲得對應(yīng)的加成高光譜反射率；
[0010]對所述加成高光譜反射率進(jìn)行多種反演運(yùn)算，獲得各反演運(yùn)算結(jié)果；
[0011]分別確定所述各反演運(yùn)算結(jié)果與所述花色苷含量的相關(guān)性曲線；
[0012]從所述各反演運(yùn)算結(jié)果中選擇具有最強(qiáng)相關(guān)性的目標(biāo)反演運(yùn)算結(jié)果；
[0013]確定所述目標(biāo)反演運(yùn)算結(jié)果對應(yīng)的相關(guān)性曲線中，相關(guān)性最強(qiáng)時(shí)所對應(yīng)的波長為敏感波長；
[0014]根據(jù)所述花色苷含量、所述敏感波長和所述敏感波長所對應(yīng)的加成高光譜反射率，建立花色苷含量測試模型，并采用所述花色苷含量測試模型測量待測試紫玉米葉片的花色苷含量。
[0015]本發(fā)明另一方面提供了一種紫玉米葉片花色苷含量的測量系統(tǒng)，包括:
[0016]采集裝置、第一測量裝置、模型建立裝置和第二測量裝置；
[0017]所述采集裝置包括:第一采集模塊，所述模型建立裝置包括:第一運(yùn)算模塊、第二運(yùn)算模塊、確定模塊、建模模塊，其中，
[0018]所述第一采集模塊，用于采集樣本中紫玉米父本葉片在不同波長時(shí)對應(yīng)的第一高光譜反射率，采集樣本中第一代紫玉米葉片在不同波長時(shí)對應(yīng)的第二高光譜反射率；
[0019]所述第一測量裝置，用于測定所述第一代紫玉米葉片的花色苷含量；
[0020]所述第一運(yùn)算模塊，用于對所述第一高光譜反射率和所述第二高光譜反射率進(jìn)行加成運(yùn)算，獲得對應(yīng)的加成高光譜反射率；
[0021]所述第二運(yùn)算模塊，用于對所述加成高光譜反射率進(jìn)行多種反演運(yùn)算，獲得各反演運(yùn)算結(jié)果;分別確定所述各反演運(yùn)算結(jié)果與所述花色苷含量的相關(guān)性曲線;從所述各反演運(yùn)算結(jié)果中選擇具有最強(qiáng)相關(guān)性的目標(biāo)反演運(yùn)算結(jié)果；
[0022]所述確定模塊，用于確定所述目標(biāo)反演運(yùn)算結(jié)果對應(yīng)的相關(guān)性曲線中，相關(guān)性最強(qiáng)時(shí)所對應(yīng)的波長為敏感波長；
[0023]所述建模模塊，用于根據(jù)所述花色苷含量、所述敏感波長和所述敏感波長所對應(yīng)的加成高光譜反射率，建立花色苷含量測試模型；
[0024]所述第二測量裝置，用于采用所述花色苷含量測試模型測量待測試紫玉米葉片的花色苷含量。
[0025]本發(fā)明提供的紫玉米葉片花色苷含量的測量方法及系統(tǒng)，通過對第一高光譜反射率和第二高光譜反射率加成運(yùn)算，將加成運(yùn)算后的結(jié)果進(jìn)行反演運(yùn)算，根據(jù)反演運(yùn)算的結(jié)果與花色苷含量的波長的相關(guān)性確定敏感波長。根據(jù)敏感波長、敏感波長對應(yīng)的加成高光譜反射率和第一代紫玉米葉片花色苷含量進(jìn)行建模，由于建模所采用的數(shù)據(jù)是:敏感波長、敏感波長對應(yīng)的加成高光譜反射率和第一代紫玉米葉片花色苷含量，因此，這種方式建模測得的花色苷的含量更加準(zhǔn)確。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的紫玉米葉片花色苷含量的測量方法的流程示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一中評價(jià)第二曲線與第一曲線相關(guān)性的示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中反演運(yùn)算后不同波長所對應(yīng)相關(guān)性系數(shù)的曲線圖；
[0029]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的紫玉米葉片花色苷含量的測量方法的流程示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明實(shí)施例三提供的紫玉米葉片花色苷含量的測量方法的流程示意圖；
[0031]圖6為本發(fā)明實(shí)施例三提供的紫玉米葉片的花色苷含量與紫玉米籽粒的花色苷含量的關(guān)系圖；
[0032]圖7為本發(fā)明實(shí)施例四提供的紫玉米葉片花色苷含量的測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖8為本發(fā)明實(shí)施例五提供的紫玉米葉片花色苷含量的測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖9為本發(fā)明實(shí)施例六提供的紫玉米葉片花色苷含量的測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。
[0036]實(shí)施例一
[0037]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的紫玉米葉片花色苷含量的測量方法的流程示意圖。如圖1所示，該紫玉米葉片花色苷含量的測量方法包括如下步驟:
[0038]101、采集樣本中紫玉米父本葉片在不同波長時(shí)對應(yīng)的第一高光譜反射率，采集樣本中第一代紫玉米葉片在不同波長時(shí)對應(yīng)的第二高光譜反射率。
[0039]在紫玉米播種若干天后，采集紫玉米父本和第一代紫玉米的葉片各若干份，作為樣本。從紫玉米父本葉片中采集每個(gè)樣本不同波長所對應(yīng)的高光譜反射率，將不同波長所對應(yīng)的高光譜反射率稱為第一高光譜反射率。從第一代紫玉米葉片中采集每個(gè)樣本不同波長所對應(yīng)的高光譜反射率，將不同波長所對應(yīng)的高光譜反射率的稱為第二高光譜反射率。其中，采集的波長范圍為:350nm到2500nm，波長間隔Inm0
[0040]102、測定第一代紫玉米葉片的花色苷含量；
[0041]將采集的樣本中第一代紫玉米葉片通過氫離子活度指數(shù)(PouvoirHydrogene,PH)示差法測定樣品花色苷含量，即通過化學(xué)方式中的PH示差法來測定第一代紫玉米葉片的花色苷含量。
[0042]103、對第一高光譜反射率和第二高光譜反射率進(jìn)行加成運(yùn)算，獲得對應(yīng)的加成高光譜反射率。
[0043]對第一高光譜反射率和第二高光譜反射率進(jìn)行的加成運(yùn)算，該加成運(yùn)算包括:將相同波長對應(yīng)的第一高光譜反射率和第二高光譜反射率相加、相減、相乘、相除中的至少兩種運(yùn)算，具體包括:P^Pf1、P^Pf1、P父沐X Pf1、P父沐+ Pf1，其中，P父沐為在不同波長情況的第一高光譜反射率;Pn為在對應(yīng)的不同波長情況的第二高光譜反射率。
[0044]根據(jù)每種加成運(yùn)算后的高光譜反射率與第一代紫玉米葉片的花色苷含量的相關(guān)性，確定目標(biāo)加成運(yùn)算，目標(biāo)加成運(yùn)算后的高光譜反射率與第一代紫玉米葉片的花色苷含量的相關(guān)性最高。
[0045]具體為，根據(jù)第一代紫玉米葉片中每個(gè)樣本所對應(yīng)的花色苷含量繪制第一曲線；根據(jù)任一種加成運(yùn)算中相同波長所對應(yīng)的高光譜反射率繪制多條第二曲線;評價(jià)第二曲線與第一曲線的相關(guān)性，將相關(guān)性評價(jià)最高的加成運(yùn)算確定為目標(biāo)加成運(yùn)算。上述的相關(guān)性具體指，在第一曲線不變的情況下，第二曲線隨著第一曲線增加而增加或隨著減少而減少，則說明第二曲線與第一曲線具有相關(guān)性;第二曲線增加或減少的幅度與第一曲線增加或減少的幅度越相近，則說明相關(guān)性越尚。
[0046]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一中評價(jià)第二曲線與第一曲線相關(guān)性的示意圖。如圖2所示，本實(shí)施例中，圖2中的a圖為根據(jù)樣本中不同的第一代紫玉米葉片測定的花色苷含量，從而繪制的第一曲線示意圖；b圖、c圖、d圖和e圖均為通過不同加成運(yùn)算后，在某波長情況下不同樣本所對應(yīng)的高光譜反射率的第二曲線示意圖；其中，
[0047]b圖為相加運(yùn)算后波長為SOOnm時(shí)，根據(jù)不同的樣本所測定的高光譜反射率，從而繪制的曲線示意圖；c圖為相減運(yùn)算后波長為802nm時(shí)，根據(jù)不同的樣本所測定的高光譜反射率，從而繪制的曲線示意圖；d圖為相乘運(yùn)算后波長為1002nm時(shí)，根據(jù)不同的樣本所測定的高光譜反射率，從而繪制的曲線示意圖；e圖為相除運(yùn)算后波長為1002nm時(shí)，根據(jù)不同的樣本所測定的高光譜反射率，從而繪制的曲線示意圖。
[0048]從圖2中可以看出d圖和e圖的曲線不是隨著與a圖的曲線增加而增加或減少而減少，所以不考慮d圖和e圖與a圖相關(guān)性;b圖和c圖的曲線是隨著與a圖的曲線增加而增加或減少而減少，所以具有相關(guān)性，從b圖和c圖相比，b圖曲線增加或減少的幅度比c圖曲線增加或減少的幅度跟接近于a圖曲線增加或減少的幅度，所以b圖的相關(guān)性越高，b圖所對應(yīng)的相加運(yùn)算為目標(biāo)加成運(yùn)算。
[0049]104、對加成高光譜反射率進(jìn)行多種反演運(yùn)算，獲得各反演運(yùn)算結(jié)果。
[0050]根據(jù)目標(biāo)加成運(yùn)算生成的結(jié)果，對每一波長中不同樣本對應(yīng)高光譜反射率進(jìn)行反演運(yùn)算，從而獲得各種反演運(yùn)算結(jié)果。其中，反演運(yùn)算包括如下運(yùn)算方式中的至少兩種:倒數(shù)、對數(shù)、對數(shù)的倒數(shù)、一階微分、倒數(shù)的一階微分、對數(shù)的一階微分、對數(shù)的倒數(shù)的一階微分。
[0051]105、分別確定各反演運(yùn)算結(jié)果與花色苷含量的相關(guān)性曲線。
[0052]根據(jù)目標(biāo)加成運(yùn)算的結(jié)果，將每一波長中不同樣本對應(yīng)高光譜反射率進(jìn)行反演運(yùn)算，將某一波長中不同樣本的高光譜反射率與花色苷的含量求差，將生成的多個(gè)差值求平均值得出反演運(yùn)算后的高光譜反射率與花色苷的相關(guān)性系數(shù)，根據(jù)不同波長和不同波長相關(guān)性系數(shù)，生成反演運(yùn)算后的相關(guān)性曲線圖。
[0053]106、從各反演運(yùn)算結(jié)果中選擇具有最強(qiáng)相關(guān)性的目標(biāo)反演運(yùn)算結(jié)果。
[0054]從反演運(yùn)算生成的相關(guān)性曲線中選擇與花色苷含量曲線有最強(qiáng)相關(guān)性的曲線，作為目標(biāo)反演運(yùn)算結(jié)果。
[0055]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中反演運(yùn)算后不同波長所對應(yīng)相關(guān)性系數(shù)的曲線圖，如圖3所示，a圖是對高光譜反射率加成運(yùn)算后，生成的相關(guān)性曲線示意圖；b圖是對目標(biāo)加成運(yùn)算的高光譜反射率求倒數(shù)的相關(guān)性曲線圖示意圖；c圖是對目標(biāo)加成運(yùn)算的高光譜反射率求對數(shù)的相關(guān)性曲線圖示意圖；d圖是對目標(biāo)加成運(yùn)算的高光譜反射率求對數(shù)的倒數(shù)的相關(guān)性曲線圖示意圖；e圖是對目標(biāo)加成運(yùn)算的高光譜反射率一階微分的相關(guān)性曲線圖示意圖；f圖是對目標(biāo)加成運(yùn)算的高光譜反射率求倒數(shù)的一階微分的相關(guān)性曲線圖示意圖；g圖是對目標(biāo)加成運(yùn)算的高光譜反射率求對數(shù)的一階微分的相關(guān)性曲線圖示意圖；h圖是對目標(biāo)加成運(yùn)算的高光譜反射率求對數(shù)的倒數(shù)的一階微分的相關(guān)性曲線圖示意圖；
[0056]由圖3可以看出g圖與樣本所測得的花色苷含量曲線相關(guān)性最強(qiáng)，因此，g圖為目標(biāo)反演運(yùn)算結(jié)果。
[0057]107、確定目標(biāo)反演運(yùn)算結(jié)果對應(yīng)的相關(guān)性曲線中，相關(guān)性最強(qiáng)時(shí)所對應(yīng)的波長為敏感波長；
[0058]從目標(biāo)反演運(yùn)算結(jié)果對應(yīng)的相關(guān)性曲線中，查找相關(guān)性系數(shù)最大值所對應(yīng)的波長為敏感波長。
[0059]108、根據(jù)花色苷含量、敏感波長和敏感波長所對應(yīng)的加成高光譜反射率，建立花色苷含量測試模型，并采用所述花色苷含量測試模型測量待測試紫玉米葉片的花色苷含量。
[0060]根據(jù)花色苷含量、敏感波長和敏感波長所對應(yīng)的加成高光譜反射率，通過多元線性回歸的方法建立花色苷含量測試模型。
[0061 ] 實(shí)施例二
[0062]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的紫玉米葉片花色苷含量的測量方法的流程示意圖。如圖4所示，該紫玉米葉片花色苷含量的測量方法在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，還包括:
[0063]201、采集待驗(yàn)證紫玉米葉片在敏感波長的高光譜反射率。
[0064]采集紫玉米葉片若干份作為待驗(yàn)證樣本，從待驗(yàn)證樣本中采集紫玉米葉片在敏感波長的高光譜反射率。為了保證驗(yàn)?zāi)５臏?zhǔn)確性，此處采集的待驗(yàn)證樣本最好不要與步驟101中的樣本相同。
[0065]202、測定待驗(yàn)證紫玉米葉片的花色苷含量。
[0066]測定樣品中紫玉米葉片的花色苷含量的方法包括但不限于，PH示差法。
[0067]203、將待驗(yàn)證紫玉米葉片對應(yīng)的所述高光譜反射率輸入花色苷含量測試模型，輸出對應(yīng)的花色苷含量。
[0068]高光譜反射率可以通過人工輸入，也可以將多個(gè)高光譜反射率保存成設(shè)定格式的文件導(dǎo)入到花色苷含量測試模型中；相應(yīng)的花色苷含量測試模型輸出花色苷的含量并打??；其中，輸出的花色苷含量可以為對應(yīng)的數(shù)值，也可以為由對應(yīng)數(shù)值所生成的曲線圖像。
[0069]204、根據(jù)輸出的花色苷含量與測定的所述待驗(yàn)證紫玉米葉片的花色苷含量的差異程度，確定花色苷含量測試模型的正確性。
[0070]根據(jù)輸出的花色苷含量的數(shù)值與通過PH示差法測定的花色苷的含量對比，若對比結(jié)果不存在差異或差異很小，則說明建模成功;否則，轉(zhuǎn)到步驟101中，重新進(jìn)行建模。
[0071 ] 實(shí)施例三
[0072]圖5為本發(fā)明實(shí)施例三提供的紫玉米葉片花色苷含量的測量方法的流程示意圖。如圖5所示，該紫玉米葉片花色苷含量的測量方法在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，還包括:
[0073]301、采集待測試紫玉米葉片在敏感波長的高光譜反射率。
[0074]采集紫玉米葉片若干份，作為待測試樣本，從待測試樣本中采集紫玉米葉片在敏感波長的高光譜反射率。
[0075]302、將待測試紫玉米葉片對應(yīng)的高光譜反射率輸入花色苷含量測試模型中，輸出得到待測試紫玉米葉片的花色苷含量。
[0076]303、根據(jù)預(yù)先確定的葉片與籽粒的花色苷含量對應(yīng)關(guān)系，確定籽粒中的花色苷含量。
[0077]通過花色苷含量模型中輸出的紫玉米葉片中的花色苷含量，與通過PH示差法測得紫玉米例子的花色苷的含量，確定紫玉米葉片與籽粒中花色苷含量的關(guān)系。
[0078]圖6為本發(fā)明實(shí)施例三提供的紫玉米葉片的花色苷含量與紫玉米籽粒的花色苷含量的關(guān)系圖，如圖6所示，當(dāng)葉片花色苷含量由最高值降低到77%時(shí)，籽粒中花色苷的含量達(dá)到最大值。當(dāng)以采收籽粒為目的時(shí)，以紫玉米葉片花色苷含量達(dá)到最大值后降低至最大值77%時(shí)作為采收決策的依據(jù)。當(dāng)以采收葉片為目的時(shí)，以紫玉米葉片花色苷含量達(dá)到最大值時(shí)作為采收決策的依據(jù)。
[0079]實(shí)施例四
[0080]圖7為本發(fā)明實(shí)施例四提供的紫玉米葉片花色苷含量的測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7所示紫玉米葉片花色苷含量的測量系統(tǒng)包括:采集裝置11、第一測量裝置12、模型建立裝置13和第二測量裝置14;
[0081]采集裝置11包括:第一采集模塊111，所述模型建立裝置13包括:第一運(yùn)算模塊131、第二運(yùn)算模塊132、確定模塊133、建模模塊134，其中，
[0082]第一采集模塊111，用于采集樣本中紫玉米父本葉片在不同波長時(shí)對應(yīng)的第一高光譜反射率，采集樣本中第一代紫玉米葉片在不同波長時(shí)對應(yīng)的第二高光譜反射率；
[0083]第一測量裝置12，用于測定第一代紫玉米葉片的花色苷含量；
[0084]第一運(yùn)算模塊131，用于對第一高光譜反射率和第二高光譜反射率進(jìn)行加成運(yùn)算，獲得對應(yīng)的加成高光譜反射率；
[0085]第二運(yùn)算模塊132，用于對加成高光譜反射率進(jìn)行多種反演運(yùn)算，獲得各反演運(yùn)算結(jié)果;分別確定各反演運(yùn)算結(jié)果與花色苷含量的相關(guān)性曲線；從各反演運(yùn)算結(jié)果中選擇具有最強(qiáng)相關(guān)性的目標(biāo)反演運(yùn)算結(jié)果；
[0086]確定模塊133，用于確定目標(biāo)反演運(yùn)算結(jié)果對應(yīng)的相關(guān)性曲線中，相關(guān)性最強(qiáng)時(shí)所對應(yīng)的波長為敏感波長；
[0087]建模模塊134，用于根據(jù)花色苷含量、敏感波長和敏感波長所對應(yīng)的加成高光譜反射率，建立花色苷含量測試模型；
[0088]第二測量裝置14，用于采用花色苷含量測試模型進(jìn)行待測試紫玉米葉片的花色苷含量。
[0089]本實(shí)施例的紫玉米葉片花色苷含量的測量系統(tǒng)可以用于執(zhí)行圖1所示方法實(shí)施例的技術(shù)方案，其實(shí)現(xiàn)原理和技術(shù)效果類似，此處不再贅述。
[0090]實(shí)施例五
[0091]圖8為本發(fā)明實(shí)施例五提供的紫玉米葉片花色苷含量的測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖8所示，本實(shí)施例的紫玉米葉片花色苷含量的測量系統(tǒng)在實(shí)施例四的基礎(chǔ)上還包括:采集裝置11包括第三采集模塊112，模型建立裝置13包括驗(yàn)證模塊135，其中，
[0092]第三采集模塊112，用于采集待驗(yàn)證紫玉米樣本在敏感波長的高光譜反射率；
[0093]第二測量裝置14，用于測定待驗(yàn)證紫玉米樣本葉片的花色苷含量；
[0094]驗(yàn)證模塊135，用于將高光譜反射率輸入花色苷含量測試模型，輸出對應(yīng)的花色苷含量;根據(jù)輸出的花色苷含量與采集的花色苷含量的差異程度，確定花色苷含量測試模型的正確性。
[0095]本實(shí)施例的紫玉米葉片花色苷含量的測量系統(tǒng)可以用于執(zhí)行圖4所示方法實(shí)施例的技術(shù)方案，其實(shí)現(xiàn)原理和技術(shù)效果類似，此處不再贅述。
[0096]實(shí)施例六
[0097]圖9為本發(fā)明實(shí)施例六提供的紫玉米葉片花色苷含量的測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖9所示，本實(shí)施例的紫玉米葉片花色苷含量的測量系統(tǒng)在實(shí)施例四的基礎(chǔ)上，采集裝置包括:第二采集模塊113，其中
[0098]第二采集模塊113，用于采集待測試紫玉米葉片在敏感波長的高光譜反射率；
[0099]第二測量裝置14，用于將待測試紫玉米葉片對應(yīng)的高光譜反射率輸入花色苷含量測試模型中，輸出得到待測試紫玉米葉片的花色苷含量。
[0100]第N測量裝置15，用于根據(jù)預(yù)先確定的葉片與籽粒的花色苷含量對應(yīng)關(guān)系，確定籽粒中的花色苷含量。
[0101]本實(shí)施例的紫玉米葉片花色苷含量的測量系統(tǒng)可以用于執(zhí)行圖5所示方法實(shí)施例的技術(shù)方案，其實(shí)現(xiàn)原理和技術(shù)效果類似，此處不再贅述。
[0102]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟;而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
[0103]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種紫玉米葉片花色苷含量的測量方法，其特征在于，包括: 采集樣本中紫玉米父本葉片在不同波長時(shí)對應(yīng)的第一高光譜反射率，采集樣本中第一代紫玉米葉片在不同波長時(shí)對應(yīng)的第二高光譜反射率； 測定所述第一代紫玉米葉片的花色苷含量； 對所述第一高光譜反射率和所述第二高光譜反射率進(jìn)行加成運(yùn)算，獲得對應(yīng)的加成高光譜反射率； 對所述加成高光譜反射率進(jìn)行多種反演運(yùn)算，獲得各反演運(yùn)算結(jié)果； 分別確定所述各反演運(yùn)算結(jié)果與所述花色苷含量的相關(guān)性曲線； 從所述各反演運(yùn)算結(jié)果中選擇具有最強(qiáng)相關(guān)性的目標(biāo)反演運(yùn)算結(jié)果； 確定所述目標(biāo)反演運(yùn)算結(jié)果對應(yīng)的相關(guān)性曲線中，相關(guān)性最強(qiáng)時(shí)所對應(yīng)的波長為敏感波長； 根據(jù)所述花色苷含量、所述敏感波長和所述敏感波長所對應(yīng)的加成高光譜反射率，建立花色苷含量測試模型，并采用所述花色苷含量測試模型測量待測試紫玉米葉片的花色苷含量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的花色苷含量的測量方法，其特征在于，所述采用所述花色苷含量測試模型測量待測試紫玉米葉片的花色苷含量，包括: 采集待測試紫玉米葉片在所述敏感波長的高光譜反射率； 將所述待測試紫玉米葉片對應(yīng)的所述高光譜反射率輸入所述花色苷含量測試模型中，輸出得到所述待測試紫玉米葉片的花色苷含量。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的花色苷含量的測量方法，其特征在于，所述對所述第一高光譜反射率和所述第二高光譜反射率進(jìn)行加成運(yùn)算，獲得對應(yīng)的加成高光譜反射率，包括: 對所述第一高光譜反射率和所述第二高光譜反射率進(jìn)行如下幾種加成運(yùn)算中的至少兩種運(yùn)算:相加、相減、相乘、相除； 根據(jù)每種加成運(yùn)算后的高光譜反射率與所述第一代紫玉米葉片的花色苷含量的相關(guān)性，確定目標(biāo)加成運(yùn)算，所述目標(biāo)加成運(yùn)算后的高光譜反射率與所述第一代紫玉米葉片的花色苷含量的相關(guān)性最高； 所述對所述加成高光譜反射率進(jìn)行多種反演運(yùn)算，獲得各反演運(yùn)算結(jié)果，包括:對所述目標(biāo)加成運(yùn)算后高光譜反射率進(jìn)行多種反演運(yùn)算，獲得各反演運(yùn)算結(jié)果。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的花色苷含量的測量方法，其特征在于，所述反演運(yùn)算包括如下運(yùn)算方式中的至少兩種:倒數(shù)、對數(shù)、對數(shù)的倒數(shù)、一階微分、倒數(shù)的一階微分、對數(shù)的一階微分、對數(shù)的倒數(shù)的一階微分。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的花色苷含量的測量方法，其特征在于，建立花色苷含量測試模型之后，還包括: 采集待驗(yàn)證紫玉米葉片在所述敏感波長的高光譜反射率； 測定所述待驗(yàn)證紫玉米葉片的花色苷含量； 將所述待驗(yàn)證紫玉米葉片對應(yīng)的所述高光譜反射率輸入所述花色苷含量測試模型，輸出對應(yīng)的花色苷含量； 根據(jù)所述輸出的花色苷含量與測定的所述待驗(yàn)證紫玉米葉片的花色苷含量間的差異程度，確定花色苷含量測試模型的正確性。6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的花色苷含量的測量方法，其特征在于，所述建立花色苷含量測試模型，并采用所述花色苷含量測試模型測量待測試紫玉米葉片的花色苷含量之后，還包括: 根據(jù)預(yù)先確定的葉片與籽粒的花色苷含量對應(yīng)關(guān)系，確定籽粒中的花色苷含量。7.—種紫玉米葉片花色苷含量的測量系統(tǒng)，其特征在于，包括:采集裝置、第一測量裝置、模型建立裝置和第二測量裝置； 所述采集裝置包括:第一采集模塊，所述模型建立裝置包括:第一運(yùn)算模塊、第二運(yùn)算模塊、確定模塊、建模模塊，其中， 所述第一采集模塊，用于采集樣本中紫玉米父本葉片在不同波長時(shí)對應(yīng)的第一高光譜反射率，采集樣本中第一代紫玉米葉片在不同波長時(shí)對應(yīng)的第二高光譜反射率； 所述第一測量裝置，用于測定所述第一代紫玉米葉片的花色苷含量； 所述第一運(yùn)算模塊，用于對所述第一高光譜反射率和所述第二高光譜反射率進(jìn)行加成運(yùn)算，獲得對應(yīng)的加成高光譜反射率； 所述第二運(yùn)算模塊，用于對所述加成高光譜反射率進(jìn)行多種反演運(yùn)算，獲得各反演運(yùn)算結(jié)果;分別確定所述各反演運(yùn)算結(jié)果與所述花色苷含量的相關(guān)性曲線；從所述各反演運(yùn)算結(jié)果中選擇具有最強(qiáng)相關(guān)性的目標(biāo)反演運(yùn)算結(jié)果； 所述確定模塊，用于確定所述目標(biāo)反演運(yùn)算結(jié)果對應(yīng)的相關(guān)性曲線中，相關(guān)性最強(qiáng)時(shí)所對應(yīng)的波長為敏感波長； 所述建模模塊，用于根據(jù)所述花色苷含量、所述敏感波長和所述敏感波長所對應(yīng)的加成高光譜反射率，建立花色苷含量測試模型； 所述第二測量裝置，用于采用所述花色苷含量測試模型測量待測試紫玉米葉片的花色苷含量。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的花色苷含量的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述采集裝置包括:第二采集模塊， 所述第二采集模塊，用于采集待測試紫玉米葉片在所述敏感波長的高光譜反射率； 所述第二測量裝置，還用于將所述待測試紫玉米葉片對應(yīng)的所述高光譜反射率輸入所述花色苷含量測試模型中，輸出得到所述待測試紫玉米葉片的花色苷含量。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的花色苷含量的測量系統(tǒng)，其特征在于，所述采集裝置包括第三采集模塊，模型建立裝置還包括:驗(yàn)證模塊，其中， 所述第三采集模塊，用于采集待驗(yàn)證紫玉米葉片在所述敏感波長的高光譜反射率； 所述第二測量裝置，還用于測定所述待驗(yàn)證紫玉米葉片的花色苷含量； 所述驗(yàn)證模塊，用于將所述高光譜反射率輸入所述花色苷含量測試模型，輸出對應(yīng)的花色苷含量;根據(jù)所述輸出的花色苷含量與采集的花色苷含量的差異程度，確定花色苷含量測試模型的正確性。10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的花色苷含量的測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 第N測量裝置，用于根據(jù)預(yù)先確定的葉片與籽粒的花色苷含量對應(yīng)關(guān)系，確定籽粒中的花色苷含量。
【文檔編號(hào)】G01N21/25GK105954206SQ201610285470
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】張超, 趙曉燕, 馬越, 王丹
【申請人】北京市農(nóng)林科學(xué)院