铜胁迫下玉米叶片光谱STFT分析与叶片铜离子浓度反演

被引：6

作者：

孟飞

崔宇

付萍杰

机构：

[1] 山东建筑大学测绘地理信息学院

来源：

农业机械学报 | 2021年 / 52卷 / 04期

关键词：

高光谱; 玉米叶片; 重金属胁迫; 时频分析; 铜离子浓度; 反演;

D O I：

暂无

中图分类号：

X835 [生物监测、生态监测]; S513 [玉米（玉蜀黍）];

学科分类号：

0903 ; 0901 ;

摘要：

采集不同浓度梯度铜离子(Cu2+)胁迫下玉米叶片的可见光-近红外光谱及实测玉米叶片Cu2+浓度,采用短时傅里叶变换（Short-time Fourier transform,STFT）时频分析技术,研究不同浓度Cu2+胁迫下玉米叶片光谱的能量振幅响应,进而提取特征波段的振幅参数,利用偏最小二乘回归（Partial least squares regression,PLSR）方法反演叶片Cu2+浓度。研究发现,玉米叶片光谱的STFT变换所得能量振幅峰值随Cu2+胁迫浓度梯度的增加呈先降低、后升高趋势,且随Cu2+浓度的升高不断向短波方向迁移。选取不同浓度梯度的能量振幅峰值波段为特征波段,利用特征波段上随频域变化的能量幅值,建立玉米叶片Cu2+浓度反演的偏最小二乘回归模型,模型R2为0.986 3。选取相同培育期的另外2组植株数据为验证数据,进行相同STFT变换,利用建立的偏最小二乘回归模型对两组验证数据进行玉米叶片Cu2+浓度反演,并与验证组实测Cu2+浓度进行相关性分析,Cu2+反演R2分别为0.880 6和0.733 1（P <0.01）,RMSE分别为1.563、2.619μg/g。研究表明,光谱的时频分析方法可用于Cu2+胁迫下玉米叶片的快速检测,为农作物的重金属胁迫监测提供了新的思路。

引用

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页数：9

共 32 条

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