基于GA-PLS-SPA的辣椒叶片叶绿素含量高光谱估测

文献类型： 中文期刊

第一作者： 彭俊杰

作者： 彭俊杰;汪泓;王宇;肖玖军;李可相;邢丹

作者机构：

关键词： 辣椒;叶绿素;高光谱波段选择;遗传偏最小二乘算法;连续投影算法;贝叶斯优化随机森林

期刊名称： 江苏农业科学

ISSN： 1002-1302

年卷期： 2024 年 007 期

页码： 184-192

收录情况： 北大核心

摘要： 叶绿素对辣椒的长势评估和营养状况管理具有重要的意义，针对高光谱存在数据量大和冗余度高的问题，探究不同特征选择算法相结合进行高光谱叶绿素含量估测的可行性。以贵州省遵义市栽培辣椒为研究对象，采集盛果期辣椒冠层高光谱数据，通过卷积平滑（SG）、一阶微分（FD）、二阶微分（SD）和多元散射校正（MSC）处理原始光谱数据，比较不同预处理方法下的贝叶斯优化随机森林（BO-RF）估测效果，以MSC预处理后的数据为基础，运用遗传偏最小二乘算法结合连续投影算法（GA-PLS-SPA）进行最优特征波段选取，最后以GA-PLS、SPA和GA-PLS-SPA分别选取的特征波段作为输入变量，建立BO-RF、RF和BP神经网络模型来验证GA-PLS-SPA的普适性和广泛性。结果表明，MSC相比其他预处理方法对叶绿素含量的反演效果最好；相同估测模型条件下，基于GA-PLS-SPA建立的估测模型精度最高，选取特征波段数量最少，为7个，GA-PLS-SPA-BO-RF是估测叶绿素含量的最佳模型，训练集的R~2、RMSE和RPD分别为0.896、2.791和3.124,测试集的R~2、RMSE和RPD分别为0.913、2.965和3.414;相同算法建模条件下，BO-RF的精度明显高于RF和BP神经网络。MSC处理后的光谱能极大程度提取出辣椒叶片的叶绿素信息，GA-PLS-SPA能有效实现特征波段选取，降低模型复杂度，BO-RF具有良好的叶绿素含量反演能力。

分类号： TP18%S641.3

  • 相关文献

[1]不同施氮水平辣椒单叶光谱特征及SPAD值与叶绿素含量的相关性. 唐恒朋,钱晓刚,李莉婕,岳延滨,黎瑞君,聂克艳,赵泽英. 2016

[2]辣椒黄绿苗胞质雄性不育系生化特性研究. 马志虎,孙春青,王建华,潘跃平. 2012

[3]辣椒绿熟期果色及主要色素含量的遗传. 张宝玺,郭家珍,杨桂梅,徐光,东惠茹. 1996

[4]烯唑醇对辣椒、番茄生长和叶绿素含量的影响. 周子燕,高同春,檀根甲,张勇. 2006

[5]弱光下辣椒光合色素的变化及其与品种耐性的关系. 颉敏华,颉建明,郁继华,张俊峰. 2008

[6]不同平菇菌糠施用量对辣椒长势及生理指标的影响. 侯立娟,姚方杰. 2014

[7]低温对辣椒幼苗叶片氮及叶绿素含量的影响. 白青华,郭晓冬,王萍,孙利鹏. 2009

[8]辣椒自交系叶绿素及光合特性的研究. 高晶霞,杨世红,颜秀娟,马守才,王学梅,崔静英. 2012

[9]低温弱光下辣椒叶片光合色素的变化及与品种耐性的关系. 颉建明,颉敏华,郁继华,张俊峰. 2008

[10]外施γ-聚谷氨酸对蚜虫胁迫辣椒叶片叶绿素和两种氧化还原酶的分析. 闫志英,宋占锋,李跃建,张丹琴,秦睆雪,苗明军,罗旭. 2017

[11]LED蓝光对辣椒采后色泽及品质的影响. 王晓芬,郜海燕,吴伟杰,徐非非,王绍金,陈杭君,寇莉萍. 2019

[12]近红外光谱的苹果内部品质在线检测模型优化. 郭志明,黄文倩,陈全胜,彭彦昆,赵杰文. 2016

[13]基于高光谱的水稻叶片氮素营养诊断研究. 杨红云,周琼,杨珺,孙玉婷,路艳,殷华. 2019

[14]基于近红外光谱的大豆叶片可溶性蛋白含量快速检测（英文）. 张亚坤,罗斌,宋鹏,潘大宇,路文超,周亚男,王成,赵春江. 2018

[15]胡杨叶片水分含量的近红外光谱检测. 白铁成,王亚明,张楠楠,姚娜,喻彩丽,王兴鹏. 2017

[16]基于SPA和PLS的南疆绿洲区土壤盐分的近红外光谱分析. 张楠楠,张晓,施明登,范泽华,王涛,白铁成. 2018

[17]基于可见-近红外光谱技术的水稻穗颈瘟染病程度分级方法研究. 吴迪,曹芳,张浩,孙光明,冯雷,何勇. 2009

[18]基于连续投影算法的油菜蜜近红外光谱真伪鉴别的研究. 单杨,尹永,周孜. 2012

[19]基于改进SPA算法的高效降维方法. 崔颖,王雪婷,刘述彬,陆忠军. 2018

[20]基于PROSAIL模型和无人机高光谱数据的冬小麦LAI反演. 李天驰,冯海宽,田坤云,杨福芹,杨佳琪. 2022

作者其他论文 更多>>

微信小程序