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叶绿素含量非接触式检测方法研究
  • ISSN号:1001-5078
  • 期刊名称:《激光与红外》
  • 时间:0
  • 分类:O657.3[理学—分析化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,精密光机电一体化技术教育部重点实验室,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.60708026);“长江学者和创新团队发展计划”(No.IRT0705);北京航空航天大学蓝天新星项目资助.
中文摘要:

植物叶绿素含量的非接触式光谱检测有着测定范围大、易于实现自动检测等优点,对实施精准农业、搭建培养室内智能监控系统具有重要的意义。但叶片结构、叶片粗糙表面引起的光散射效应、环境光等干扰因素使其定量分析难度增加,本文采用一种结合等距映射(ISO-MAP)和偏最小二乘(PLS)的非线性降维建模方法,有效地提高了模型的预测精度。与波长参比和单纯PLS两种传统建模方法相比,ISOMAP—PLS模型的预测精度分别提高了56.3%和34.4%。实验结果表明,ISOMAP算法可以降低建模复杂度的同时提高预测精度,将其应用在非接触式叶绿素含量检测中是可行的,为实现植物多种生化参数的非接触检测以及相应仪器的开发奠定了基础。

英文摘要:

Chlorophyll content noncontact spectral measurement has advantages of large measurement range,easy realization of automatic detection ,etc. It is of great significance for implementing precision agriculture and building the intelligent monitoring system in the cultivate room. However, interference factors such as leaf structures, light scattering effect caused by leaf rough surface,and environment light will increase the difficulty of quantitative analysis. In this paper, a nonlinear modeling method which combines isometric mapping(ISOMAP) with partial least squares(PLS) is applied to noncontact measurement of plant chlorophyll content. It effectively improves the predictive accuracy. Compared with Wavelength Reference and Single PLS modeling methods, the predictive accuracy of ISOMAPPLS model increases by 56.3% ,34.4% respectively. The experiment results indicate that the ISOMAP algorithm can reduce modeling com plexity and improve predictive accuracy at the same time. It is concluded that it is feasible to apply ISOMAP algorithm to chlorophyll content noncontact measurement. It lays the foundation for realizing noncontact measurement for varie ty of plant biochemical parameters, and for the development of the corresponding instruments in future.

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期刊信息
  • 《激光与红外》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国信息产业部
  • 主办单位:华北光电技术研究所
  • 主编:周寿桓
  • 地址:北京市朝阳区三仙桥路4号11所院内
  • 邮编:100015
  • 邮箱:jgyhw@ncrieo.com.cn
  • 电话:010-84321137 84321138
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-5078
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2436/TN
  • 邮发代号:2-312
  • 获奖情况:
  • 无线电子学、电信技术核心期刊,1991年首届全国优秀国防科技期刊二等奖,1991年全国光学期刊二等奖,2007-2008年,获工业和信息化部“电子科技期刊学...,2009-2010年获工业和信息化部“优秀期刊奖”
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:11856