Abstrakt: Tento článek hluboce zkoumá širokou aplikaci hyperspektrální zobrazovací technologie v oblasti zemědělství. Zabývá se svou důležitou rolí při monitorování plodin, analýze půdy a testování kvality zemědělských produktů, analyzuje výhody a výzvy této technologie a těší se na jeho budoucí vyhlídky na rozvoj.
I. Úvod
Zemědělství, jako základní průmysl národního hospodářství, je zásadní pro zajištění bezpečnosti potravin a podpoře hospodářského rozvoje. S neustálým rozvojem vědy a technologie přinesla technologie hyperspektrálního zobrazování nové vývojové příležitosti do zemědělské oblasti své jedinečné výhody. Hyperspektrální obrázky mohou poskytnout bohaté spektrální informace a prostorové informace a poskytovat silnou technickou podporu pro realizaci přesného zemědělství.
Ii. Přehled technologie Hyperspectral Imaging
(I) Princip
Hyperspektrální obrazy jsou složeny z řady kontinuálních snímků s úzkým pásem. Měřením odrazu, záření a dalších charakteristik cílového objektu na různých vlnových délkách se získá spektrální charakteristická křivka cíle. Tyto spektrální charakteristické křivky odrážejí fyzikální, chemické a jiné charakteristiky cíle a lze je použít pro identifikaci a klasifikaci cíle.
Ii) rysy
Vysoké spektrální rozlišení: Může rozlišit malé spektrální rozdíly a rozlišovat mezi plodinami a půdními složkami v různých růstových stavech.
Vícepásmové informace: Obsahuje velké množství pásů a může plně získat spektrální informace o cíli.
Kombinace prostorových informací se spektrálními informacemi: Lze stanovit nejen umístění cíle, ale také jeho vnitřní vlastnosti lze hluboce pochopit.
Měření bez kontaktu: Monitorování lze provést bez ovlivnění růstu plodin.
Iii. Aplikace hyperspektrálních obrázků v zemědělství
(I) Monitorování plodin
Sledování stavu růstu: Analýzou spektrálních charakteristik plodin může být růst plodin monitorován v reálném čase, jako je index oblasti listů, biomasa atd. Například v různých fázích růstu se spektrální křivka plodin změní a tyto změny se změní a tyto změny se změní a tyto změny a tyto změny Lze použít k posouzení zdravotního stavu a růstového pokroku plodin.
Detekce škůdců a nemocí: Škůdci a choroby mohou způsobit změny ve spektrálních charakteristikách plodin. Technologie hyperspektrálního zobrazování může rychle a přesně detekovat oblast výskytu a závažnost škůdců a nemocí. Přijměte preventivní opatření včas, abyste snížili ztráty.
Monitorování vodního napětí: Nedostatek vody ovlivní fyziologický stav plodin, čímž změní jejich spektrální vlastnosti. Hyperspektrální obrazy lze použít ke sledování stavu vlhkosti plodin a poskytnutí základu pro přiměřené zavlažování.
(Ii) Analýza půdy
Detekce komponent: Obsah organických látek, dusíku, fosforu, draslíku a dalších živin v půdě lze analyzovat, aby poskytoval podporu údajů pro posouzení plodnosti půdy a přesné oplodnění.
Analýza textury: Spektrální charakteristiky lze použít k určení typu textury půdy, jako je písečná půda, hlína, hlína atd., Které poskytují reference pro zlepšení půdy v zemědělské produkci.
Detekce znečištění: Může detekovat znečišťující látky, jako jsou těžké kovy a zbytky pesticidů v půdě, což poskytuje technické prostředky pro ochranu životního prostředí v půdě.
(Iii) Detekce kvality zemědělského produktu
Úsudek splatnosti: Zemědělské produkty různé zralosti mají různé spektrální charakteristiky. Technologie hyperspektrálního zobrazování může přesně posoudit zralost zemědělských produktů a poskytnout základ pro včasné výběr.
Kvalitní třídění: Kvalitu zemědělských produktů lze třídit, jako je sladkost, kyselost, tvrdost a další ukazatele ovoce, aby se zvýšila přidaná hodnota zemědělských produktů.
Identifikace autentičnosti: U některých vzácných zemědělských produktů, jako jsou čínské léčivé materiály, lze pro identifikaci autentičnosti použít hyperspektrální zobrazovací technologie k ochraně práv a zájmů spotřebitelů.
IV. Výhody a výzvy aplikace hyperspektrálního zobrazovacího technologie v zemědělské oblasti
(I) Výhody
Vysoká přesnost: Může poskytnout bohaté informace a realizovat přesné monitorování a analýzu zemědělských cílů.
Vysoká účinnost: Může rychle získat zemědělské informace ve velké oblasti a zlepšit účinnost řízení zemědělské produkce.
Nedestruktivní testování: Metoda měření bez kontaktu, která nezpůsobí poškození plodin a půdy.
(Ii) Výzvy
Složité zpracování dat: Hyperspektrální obrázky mají velké množství dat a je obtížné je zpracovat, vyžaduje profesionální software a algoritmy.
Vysoké náklady: Hyperspektrální zobrazovací zařízení je drahé, což omezuje jeho širokou aplikaci v zemědělské oblasti.
Problémy s adaptabilitou prostředí: Za různých podmínek prostředí, jako je osvětlení a klima, může být ovlivněna kvalita hyperspektrálních obrazů.
V. Budoucí vyhlídky na rozvoj
Nepřetržitý technologický pokrok: S nepřetržitým vývojem technologie senzoru, algoritmů zpracování dat atd. Hyperspektrální zobrazovací technologie se stane zralejší a dokonalejší a její výkon se bude i nadále zlepšovat.
Snížení nákladů: Očekává se, že cena hyperspektrálního zobrazovacího zařízení s popularizací technologie a intenzifikací konkurence na trhu se postupně snižuje, což bude v zemědělské oblasti více využíváno.
Integrace multitechnologie: Kombinujte hyperspektrální zobrazovací technologii s jinými pokročilými technologiemi, jako je technologie dronů a technologie internetu věcí, k dosažení inteligentnějšího řízení zemědělské produkce.
Expanze pole aplikace: Kromě současných aplikačních polí bude technologie hyperspektrálního zobrazování také hrát důležitou roli v zemědělském pojištění, posouzení zemědělských zdrojů a dalších oblastech.
Vi. Závěr
Technologie hyperspektrálního zobrazování má v zemědělské oblasti široké aplikace. Poskytuje přesné a efektivní prostředky pro monitorování plodin, analýzu půdy a testování kvality zemědělství. Přestože stále existují určité výzvy, s neustálým rozvojem technologie a snížením nákladů, technologie hyperspektrálního zobrazování bude hrát v zemědělské oblasti stále důležitější roli a přispěje k podpoře modernizace zemědělství.
