基于计算机视觉技术的玉米叶绿素垂直分布研究

摘要

采用智能手机拍照获取玉米大喇叭口期、抽雄期叶片图像，基于计算机视觉技术计算RGB颜色模型的16种颜色特征参数，探究玉米上、中、下层位叶片颜色特征参数与叶绿素相对含量（SPAD值）的相关关系，并基于随机森林算法建立了SPAD的预测模型。结果表明：两个生育时期玉米叶片叶绿素含量呈垂直异质性，中层叶片叶绿素含量显著大于上层和下层。不同层位叶片叶绿素敏感颜色参数略有不同，但总体上与G、R分量及其组合参数2G-R、2G-R-B、G/R相关性较好，且呈显著负相关。基于RF模型对各层位叶绿素含量进行预测，模型精度表现为上层>中层>下层。基于计算机视觉技术研究玉米叶绿素垂直分布具有可行性，可为及时掌握农作物的光合效率、水肥状况和生长状态，为高产育种和栽培措施调控提供理论依据与技术支撑。

关键词

计算机视觉 / 玉米 / 叶绿素 / 垂直分布 / 随机森林