Аннотация: Эта статья глубоко исследует широкое применение технологии гиперспектральной визуализации в области сельского хозяйства. Он рассказывает о своей важной роли в мониторинге сельскохозяйственных культур, анализа почвы и тестировании качества сельскохозяйственного продукта, анализирует преимущества и проблемы этой технологии и надеется на будущие перспективы развития.
I. Введение
Сельское хозяйство, как основная отрасль национальной экономики, имеет решающее значение для обеспечения продовольственной безопасности и содействия экономическому развитию. Благодаря постоянному развитию науки и техники, технология гиперспектральной визуализации принесла новые возможности развития в сельскохозяйственную область с его уникальными преимуществами. Гиперспектральные изображения могут предоставлять богатую спектральную информацию и пространственную информацию, обеспечивая сильную техническую поддержку для реализации точного сельского хозяйства.
II Обзор технологии гиперспектральной визуализации
(I) Принцип
Гиперспектральные изображения состоят из ряда непрерывных узкополосных изображений. Измеряя отражение, излучение и другие характеристики целевого объекта на разных длинах волн, получается спектральная характеристическая кривая цели. Эти спектральные характерные кривые отражают физические, химические и другие характеристики цели и могут использоваться для идентификации и классификации цели.
(Ii) Особенности
Высокое спектральное разрешение: он может различать крошечные спектральные различия и проводить тонкие различия между сельскохозяйственными культурами и компонентами почвы в различных состояниях роста.
Многополосная информация: она содержит большое количество полос и может полностью получить спектральную информацию цели.
Объединение пространственной информации со спектральной информацией: можно определить не только местоположение цели, но и ее внутренние характеристики можно глубоко понятно.
Неконтактное измерение: мониторинг может быть проведен без влияния на рост урожая.
Iii. Применение гиперспектральных изображений в сельском хозяйстве
(I) Мониторинг урожая
Мониторинг статуса роста: анализируя спектральные характеристики сельскохозяйственных культур, рост урожая можно контролировать в режиме реального времени, таких как индекс площади листьев, биомасса и т. Д. Может использоваться для оценки состояния здоровья и роста развития сельскохозяйственных культур.
Обнаружение вредителей и заболеваний: вредители и заболевания могут вызвать изменения в спектральных характеристиках сельскохозяйственных культур. Технология гиперспектральной визуализации может быстро и точно обнаружить область возникновения и тяжести вредителей и заболеваний. Вовремя принять профилактические меры, чтобы уменьшить убытки.
Мониторинг стресса воды: нехватка воды повлияет на физиологическое состояние сельскохозяйственных культур, тем самым изменяя их спектральные характеристики. Гиперспектральные изображения могут использоваться для мониторинга состояния влаги сельскохозяйственных культур и обеспечения основы для разумного орошения.
(Ii) Анализ почвы
Обнаружение компонентов: содержание органического вещества, азота, фосфора, калия и других питательных веществ в почве может быть проанализировано для обеспечения поддержки данных для оценки фертильности почвы и точного оплодотворения.
Анализ текстур: спектральные характеристики могут использоваться для определения типа текстуры почвы, такого как песчаная почва, суглинка, глина и т. Д., Давая ссылку на улучшение почвы в сельскохозяйственном производстве.
Обнаружение загрязнения: он может обнаруживать загрязнители, такие как тяжелые металлы и остатки пестицидов в почве, обеспечивая технические средства для защиты окружающей среды почвы.
(Iii) Обнаружение качества сельскохозяйственного продукта
Суждение о погашении: сельскохозяйственные продукты различной зрелости имеют разные спектральные характеристики. Технология гиперспектральной визуализации может точно оценить зрелость сельскохозяйственной продукции и обеспечить основу для своевременного выбора.
Качественная оценка: качество сельскохозяйственной продукции может быть оценено, например, сладость, кислотность, твердость и другие показатели фруктов, чтобы увеличить дополнительную стоимость сельскохозяйственной продукции.
Идентификация подлинности: для некоторых драгоценных сельскохозяйственных продуктов, таких как китайские лекарственные материалы, технология гиперспектральной визуализации может использоваться для идентификации подлинности для защиты прав и интересов потребителей.
IV Преимущества и проблемы применения технологии гиперспектральной визуализации в сельскохозяйственной области
(I) Преимущества
Высокая точность: он может предоставить богатую информацию и реализовать точный мониторинг и анализ целей сельского хозяйства.
Высокая эффективность: он может быстро получить сельскохозяйственную информацию на большой территории и повысить эффективность управления сельскохозяйственным производством.
Неразрушающее тестирование: бесконтактный метод измерения, который не приведет к повреждению сельскохозяйственных культур и почвы.
(Ii) проблемы
Сложная обработка данных: гиперспектральные изображения имеют большое количество данных и их трудно обрабатывать, требуя профессионального программного обеспечения и алгоритмов.
Высокая стоимость: гиперспектральное оборудование визуализации стоит дорого, что ограничивает его широкое применение в сельскохозяйственной области.
Проблемы адаптации окружающей среды: в различных условиях окружающей среды, таких как освещение и климат, качество гиперспектральных изображений может быть затронуто.
V. Перспективы будущих развития
Непрерывный технологический прогресс: с непрерывной разработкой датчиков технологии, алгоритмам обработки данных и т. Д. Технология гиперспектральной визуализации станет более зрелой и совершенной, и ее производительность будет продолжать улучшаться.
Снижение затрат. С помощью популяризации технологий и интенсификации рыночной конкуренции, ожидается, что цена гиперспектральной визуализации будет постепенно уменьшаться, что делает его более широко использоваться в сельскохозяйственной области.
Интеграция многотехнологий: объединить технологию гиперспектральной визуализации с другими передовыми технологиями, такими как технология беспилотников и технологии Интернета вещей, для достижения более интеллектуального управления сельскохозяйственным производством.
Расширение поля приложения: в дополнение к текущим областям применения, технология гиперспектральной визуализации также будет играть важную роль в сельскохозяйственном страховании, оценке сельскохозяйственных ресурсов и других областях.
VI Заключение
Технология гиперспектральной визуализации имеет широкие перспективы применения в сельскохозяйственной области. Он обеспечивает точные и эффективные средства для мониторинга сельскохозяйственных культур, анализа почвы и тестирования качества сельскохозяйственного продукта. Несмотря на то, что все еще возникают некоторые проблемы, с постоянным развитием технологий и снижением затрат, технология гиперспектральной визуализации будет играть все более важную роль в сельскохозяйственной области и внести больший вклад в содействие модернизации сельского хозяйства.
