基于光譜與視覺(jué)圖像的機(jī)載式油菜生長(zhǎng)信息檢測(cè)統(tǒng)研究.pdf

1、精細(xì)農(nóng)業(yè)是一種現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)理念，是指基于變量的一種田間管理手段。由信息技術(shù)支持的定位、定時(shí)、定量的精細(xì)農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。快速的獲取作物的生長(zhǎng)信息是實(shí)施精細(xì)農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵，同時(shí)也是當(dāng)前精細(xì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　 油菜是我國(guó)最重要的油料作物，種植面積及產(chǎn)量均居世界首位，但每年仍需進(jìn)口大量的食用油。江浙地區(qū)是油菜的主產(chǎn)區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、機(jī)械化水平高，有條件和需求開(kāi)展精細(xì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。因此開(kāi)展機(jī)載式油菜養(yǎng)分信息快速采集技術(shù)和裝備的研

2、究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　 本項(xiàng)目的研究目的為建立油菜的光譜與主要養(yǎng)分信息之間的定量分析模型，同時(shí)通過(guò)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)快速獲取大田油菜視覺(jué)圖像，建立油菜生長(zhǎng)信息與視覺(jué)圖像信息之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)油菜生長(zhǎng)信息快速無(wú)損檢測(cè)。
　　 本文研究的內(nèi)容有：
　　 1)采用可見(jiàn)近紅外光譜技術(shù)在室內(nèi)研究油菜葉片的光譜特性，建立植物葉片的SPAD值與光譜反射率之間的定量模型。采用不同建模方法對(duì)全譜段進(jìn)行建模并預(yù)測(cè)，結(jié)果表明采

3、用最小二乘支持向量機(jī)(LSSVM)建立的模型預(yù)測(cè)效果最佳，其相關(guān)系數(shù)r和預(yù)測(cè)均方根誤差分別為0.8356和1.8125。
　　 2)研究油菜圖像處理的關(guān)鍵技術(shù)和方法，包括油菜圖像的幾何變換、灰度變換、閾值分割、輪廓提取、形態(tài)學(xué)變換等，解決了油菜生長(zhǎng)信息數(shù)據(jù)的快速準(zhǔn)確提取和計(jì)算。
　　 3)研發(fā)基于視覺(jué)圖像技術(shù)的油菜生長(zhǎng)信息檢測(cè)軟件，軟件以Visual Studio2005為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，軟件功能主要包括圖像變換、葉花參數(shù)提取

4、、病斑參數(shù)提取、生長(zhǎng)信息批量處理和視頻操作5大模塊，實(shí)現(xiàn)了油菜田間圖像的實(shí)時(shí)采集、圖像預(yù)處理、生長(zhǎng)信息采集、油菜籽特征參數(shù)提取等功能。
　　 4)設(shè)計(jì)機(jī)載式油菜生長(zhǎng)信息檢測(cè)系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)包括兩大子系統(tǒng)，太陽(yáng)能供電系統(tǒng)和油菜圖像實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)。太陽(yáng)能系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能控制器和蓄電池組成，為田間設(shè)備提供電源；油菜圖像采集系統(tǒng)由攝像頭、無(wú)線微波傳輸裝置和圖像采集卡組成，實(shí)現(xiàn)了圖像從田間采集、無(wú)線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中儲(chǔ)存的整個(gè)過(guò)程。