基于多參數(shù)測(cè)量的葉綠素含量定量反演和誤差分析.pdf

1、現(xiàn)階段,國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)日益重視,提倡科技興農(nóng),注重科學(xué)知識(shí)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的指導(dǎo)作用。作物的生理生化特征決定了其對(duì)光的吸收、透射和反射的變化,而作物的生理特征又相應(yīng)反映了它的長(zhǎng)勢(shì)情況。葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的催化劑,參與光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化等過(guò)程,其含量反映綠色植物的生長(zhǎng)狀況及進(jìn)行光合作用的活性與能力。因此實(shí)時(shí)、快速、無(wú)損、精確的測(cè)量葉綠素含量就顯得尤為重要。
　　在前期實(shí)驗(yàn)中,用570nm和685nm波長(zhǎng)的 LED燈為光源照射葉

2、綠素溶液,利用熒光光強(qiáng)685570F/F衡量葉綠素含量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差很小,但是在用740nm和685nm波長(zhǎng)的 LED燈為光源照射綠色植物葉片,利用熒光光強(qiáng)740685F/F研究葉綠素含量時(shí),誤差較大。查閱相關(guān)文獻(xiàn)分析,測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因可能來(lái)源于葉片水分、葉片結(jié)構(gòu)等。為此本課題搭建了葉綠素含量檢測(cè)系統(tǒng),以期實(shí)現(xiàn)活體植物葉片葉綠素含量的定量反演。
　　系統(tǒng)采用中心波長(zhǎng)為460nm、650nm、940nm和1450nm的LED燈照

3、射植物葉片,通過(guò)不同的光電探測(cè)器檢測(cè)透射光信號(hào)和熒光信號(hào),經(jīng)信號(hào)處理放大后,測(cè)量信號(hào)的大小。建立了葉綠素相對(duì)含量 SPAD值、熒光強(qiáng)度和葉綠素含量的數(shù)學(xué)關(guān)系,同時(shí)研究葉片水分、葉片厚度對(duì)葉綠素含量的影響。為了減小誤差,本課題用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了基于多參數(shù)測(cè)量的葉綠素含量反演模型。
　　結(jié)果顯示,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演葉綠素含量的誤差比單參數(shù)的SPAD值反演時(shí)的誤差小。本課題的植物葉片葉綠素檢測(cè)系統(tǒng)采用光電檢測(cè)方法,在不破壞葉片的前提