Anotacija: Šiame darbe giliai tiriamas platus hiperspektrinės vaizdo gavimo technologijos taikymas žemės ūkio srityje. Tai paaiškina svarbų vaidmenį stebint pasėlių stebėjimą, dirvožemio analizę ir žemės ūkio produktų kokybės bandymus, analizuoja šios technologijos pranašumus ir iššūkius bei tikisi būsimų jos plėtros perspektyvų.
I. Įvadas
Žemės ūkis, kaip pagrindinė nacionalinės ekonomikos pramonė, yra labai svarbi užtikrinant maisto saugumą ir skatinant ekonominę plėtrą. Nuolat tobulėjant mokslui ir technologijoms, hiperspektrinės vaizdo gavimo technologija atnešė naujų plėtros galimybių į žemės ūkio sritį su savo unikaliais pranašumais. Hiperspektriniai vaizdai gali pateikti turtingą spektrinę informaciją ir erdvinę informaciją, suteikiančią tvirtą techninę pagalbą tikslaus žemės ūkio įgyvendinimui.
Ii. Hiperspektrinės vaizdo technologijos apžvalga
I) principas
Hiperspektrinius vaizdus sudaro ištisinių siauros juostos vaizdų serija. Išmatuojant atspindį, radiaciją ir kitas tikslinio objekto savybes esant skirtingais bangų ilgiais, gaunama taikinio spektrinė charakteristika. Šios spektrinės charakteristikos kreivės atspindi fizines, chemines ir kitas taikinio savybes ir gali būti naudojamos taikinio identifikavimui ir klasifikavimui.
(Ii) savybės
Didelė spektrinė skiriamoji geba: ji gali atskirti mažus spektrinius skirtumus ir atskirti pasėlius ir dirvožemio komponentus skirtingose augimo būsenose.
Daugialypės juostos informacija: joje yra daugybė juostų ir gali visiškai gauti tikslo spektrinę informaciją.
Derinant erdvinę informaciją su spektrine informacija: ne tik galima nustatyti taikinio vietą, bet ir jos vidines savybes galima giliai suprasti.
Nekontaktinis matavimas: Stebėjimas gali būti atliekamas nepažeidžiant pasėlių augimo.
Iii. Hiperspektrinių vaizdų taikymas žemės ūkyje
I) pasėlių stebėjimas
Growth status monitoring: By analyzing the spectral characteristics of crops, crop growth can be monitored in real time, such as leaf area index, biomass, etc. For example, at different growth stages, the spectral curve of crops will change, and these changes Gali būti naudojamas vertinant pasėlių sveikatos būklę ir augimo progresą.
Kenkėjų ir ligų aptikimas: Kenkėjai ir ligos gali pakeisti pasėlių spektrines savybes. Hiperspektrinės vaizdo gavimo technologija gali greitai ir tiksliai nustatyti kenkėjų ir ligų atsiradimo plotą ir sunkumą. Imkitės prevencinių priemonių laiku, kad sumažintumėte nuostolius.
Vandens streso stebėjimas: Vandens trūkumas paveiks fiziologinę pasėlių būklę, taip pakeis jų spektrines savybes. Hiperspektriniai vaizdai gali būti naudojami pasėlių drėgmės būklei stebėti ir suteikti pagrįsto drėkinimo pagrindą.
Ii) dirvožemio analizė
Komponentų aptikimas: Organinių medžiagų, azoto, fosforo, kalio ir kitų maistinių medžiagų kiekis dirvožemyje gali būti išanalizuotas, kad būtų palaikoma duomenų palaikymas dirvožemio vaisingumo įvertinimui ir tiksliam tręšimui.
Tekstūros analizė: Spektalinės charakteristikos gali būti naudojamos nustatant dirvožemio, tokio kaip smėlio dirvožemio, priemolio, molio ir kt., Tekstūros tipui, pateikiant nuorodą į dirvožemio pagerinimą žemės ūkio gamyboje.
Taršos aptikimas: ji gali aptikti tokius teršalus kaip sunkieji metalai ir pesticidų liekanos dirvožemyje, suteikdamas technines dirvožemio aplinkos apsaugos priemones.
Iii) Žemės ūkio produkto kokybės aptikimas
Sprendimas dėl brandos: Skirtingos brandos žemės ūkio produktai turi skirtingas spektrines charakteristikas. Hiperspektrinės vaizdo gavimo technologija gali tiksliai įvertinti žemės ūkio produktų brandą ir pateikti pagrindą laiku pasirinkti.
Kokybės klasifikavimas: Žemės ūkio produktų kokybė gali būti įvertinta, pavyzdžiui, saldumas, rūgštingumas, kietumas ir kiti vaisių rodikliai, siekiant padidinti žemės ūkio produktų pridėtinę vertę.
Autentiškumo identifikavimas: kai kuriems brangiems žemės ūkio produktams, tokiems kaip kinų medicininė medžiaga, hiperspektrinės vaizdo gavimo technologija, galima naudoti autentiškumui identifikavimui siekiant apsaugoti vartotojų teises ir interesus.
Iv. Hiperspektrinės vaizdo gavimo technologijos taikymo pranašumai ir iššūkiai žemės ūkio srityje
I) Privalumai
Didelis tikslumas: Tai gali suteikti turtingos informacijos ir realizuoti tikslią žemės ūkio tikslų stebėjimą ir analizę.
Didelis efektyvumas: jis gali greitai gauti žemės ūkio informaciją dideliame plote ir pagerinti žemės ūkio gamybos valdymo efektyvumą.
Nešvarios bandymai: nekontaktinio matavimo metodas, kuris nepažeis pasėlių ir dirvožemio pažeidimo.
(Ii) iššūkiai
Sudėtingas duomenų apdorojimas: Hiperspektriniai vaizdai turi daug duomenų ir juos sunku apdoroti, reikalaujant profesionalios programinės įrangos ir algoritmų.
Didelės išlaidos: Hiperspektrinė vaizdo gavimo įranga yra brangi, o tai riboja plačią taikymą žemės ūkio srityje.
Aplinkos pritaikomumo problemos: esant skirtingoms aplinkos sąlygoms, tokioms kaip apšvietimas ir klimatas, gali būti paveikta hiperspektrinių vaizdų kokybė.
V. Ateities plėtros perspektyvos
Nuolatinė technologinė pažanga: nuolatiniu jutiklių technologijos plėtra, duomenų apdorojimo algoritmai ir kt. Hiperspektrinės vaizdo gavimo technologija taps brandesnė ir tobulesnė, o jos našumas ir toliau tobulės.
Išlaidų mažinimas: išpopuliarinus technologijas ir sustiprinus rinkos konkurenciją, tikimasi, kad hiperspektrinės vaizdo gavimo įrangos kaina palaipsniui mažės, todėl ji bus plačiau naudojama žemės ūkio srityje.
Daugiafnologijos integracija: sujunkite hiperspektrinių vaizdo gavimo technologijas su kitomis pažangiomis technologijomis, tokiomis kaip dronų technologija ir daiktų interneto technologija, kad pasiektumėte intelektualesnį žemės ūkio gamybos valdymą.
Taikymo lauko išplėtimas: Be dabartinių taikymo sričių, hiperspektrinės vaizdo gavimo technologija taip pat vaidins svarbų vaidmenį žemės ūkio draudime, žemės ūkio išteklių vertinime ir kitose srityse.
Vi. Išvada
Hiperspektrinės vaizdo gavimo technologija turi plačias taikymo perspektyvas žemės ūkio srityje. Tai suteikia tikslias ir efektyvias pasėlių stebėjimo, dirvožemio analizės ir žemės ūkio produktų kokybės bandymų priemones. Nors vis dar yra keletas iššūkių, nuolat tobulėjant technologijoms ir sumažinant išlaidas, hiperspektrinės vaizdo gavimo technologijos vaidins vis svarbesnį vaidmenį žemės ūkio srityje ir labiau prisidės skatinant žemės ūkio modernizaciją.
