小麦叶片长势高光谱分析

小麦叶片长势高光谱分析

        小麦叶片来样开展 400–1000 nm 高光谱分析，对反射率立方体完成黑白板校正后的光谱读取、平滑降噪与指数计算。综合 NDVI、NDRE 与 PSRI 得到长势指数和空间热力图，划分旺 / 稳 / 弱 / 黄化四档，并对照旺长与弱势组织光谱，为小麦苗期长势无损快速评价提供分析依据。

一、检测目的和依据

1、使用 400-1000nm 相机已采集的小麦叶片反射率立方体开展分析；

2、高光谱无损识别苗期冠层旺长、稳健、偏弱与黄化组织的光谱差异；

3、使用 NDVI、NDRE、PSRI 合成长势指数，光谱对照采用 SG 一阶导 + SNV，实现长势成像、等级划分与冠层尺寸测量，完成技术实验与落地。

二、样品类别及数量

样本：测试实验客户来样样品 数量1盘

样品批次：小麦叶片

波段范围：约 392–1007 nm，300 个波段

形态：穴盘苗期小麦叶片（白穴盘平铺采集）

三、检测设备和方式

检测设备

1、400-1000nm高光谱相机（300 个波段）

2、光学暗箱（含350-2500nm光源，放样移动平台）

3、白色穴盘（苗期叶片平铺，视场覆盖整盘）

4、辅助材料：标签（用于标记小麦叶片样品编号）

采集方式

1、样品摆放规则：将苗期小麦连同穴盘置于暗箱移动平台，叶面舒展、视场覆盖整盘。

2、数据采集模式：使用反射模式采集样品 400-1000nm 反射率数据。

3、设备调参：采集前完成黑白板校正，同步输出原始信号与反射率两套立方体

四、数据处理

1、读取反射率立方体，空间 1051×960，300 通道，约 392–1007 nm。

2、用 NDVI 与近红外反射分割叶片，去掉穴盘网格与背景，仅保留冠层像元。

3、计算 NDVI（生物量 / 绿度）、NDRE（红边叶绿素）与 PSRI（衰老 / 黄化）。

4、长势指数 = 0.48×NDVI + 0.40×NDRE − 0.12×PSRI（冠层分位归一化到 0–100）。

5、划分为长势旺、长势稳、长势弱、黄化四档；弱势连通域给出长、宽与面积。

6、光谱对照预处理与其它分析页相同：SG 平滑 → 一阶导 → SNV。

7、输出长势指数热力图、长势等级图、NDVI / NDRE 热力图，以及旺长 / 弱势组织平均反射率曲线。

五、高光谱小麦叶片长势分析结果

        判定：长势稳健。冠层平均 NDVI 0.823、NDRE 0.504，长势指数 54.0。叶片以绿色组织为主，冠层覆盖率 52.5%；局部穴盘空隙与叶缘混合像元表现为弱势 / 黄化。

冠层尺寸：403.2×371.9 mm，面积 72542 mm²，像元边长 0.370 mm/px。

长势等级面积：长势旺 38.1%，长势稳 32.5%，长势弱 21.0%，黄化 8.4%。弱势斑 8 处，合计 1506 mm²（占冠层 2.1%）。旺长与弱势组织一阶导+SNV 光谱角 21.2°，光谱可分。

        结论：在 400–1000 nm 反射率条件下，苗期小麦旺长叶肉与弱势 / 黄化组织光谱可分。本样品判定为长势稳健，平均 NDVI 0.823，冠层以旺、稳为主。方法无需取样破坏，适合作物长势筛查、苗情评价与农情演示。

采集参考Q/EX C 0628-2025标准