基于太赫兹技术的植物叶片水分检测初步研究

发布时间：2017-12-29 07:48

  本文关键词：基于太赫兹技术的植物叶片水分检测初步研究　出处：《光谱学与光谱分析》2017年10期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：叶片含水量是植物健康状况的重要衡量指标之一。太赫兹波处于红外和微波之间,对样品水分变化非常敏感,当太赫兹光谱穿透含水丰富的叶片时,叶片中水分等物质能对太赫兹光谱产生强烈的吸收,根据叶片不同位置处水分含量的不同,能利用太赫兹光谱技术对植物叶片进行成像。本研究利用太赫兹技术检测植物叶片的水分含量,初步探讨植物叶片中水分和太赫兹成像的相关关系。实验采集离体绿萝叶片,每隔一定时间通过太赫兹光谱仪对叶片逐点扫描,获取叶片每一点的太赫兹时域光谱数据,经过傅里叶变换得到对应频域光谱,提取时域幅值的光谱参数以及特定频域光谱,对植物叶片图像进行重构,获取植物叶片的二维图像。结果表明,不同频率下,绿萝离体叶片的太赫兹二维图像呈现明显差异,叶肉与叶脉中水分含量不同,对太赫兹波的吸收也不同,根据图像,能清晰显示植物叶片叶肉与叶脉部位的水分含量差异。通过叶片时域幅值的平均值、叶片频域平均值与叶片水分含量建立相应的回归模型,时域最小幅值光谱与水分含量建立的最佳模型预测相关性达0.989 1,预测均方根误差为0.024 4g。研究表明太赫兹技术用于植物叶片的水分含量检测具有较好的研究潜力。
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【作者单位】： 北京农业信息技术研究中心;国家农业信息化工程技术研究中心;农业部农业信息技术重点实验室;北京市农业物联网工程技术研究中心;农业部农业遥感机理与定量遥感重点实验室;
【基金】：国家“十三五”重点研发计划项目(2016YFD0702002) 北京市农林科学院国际合作基金项目(GJHZ2017-7)资助
【分类号】：O441.4;Q945;TP391.41
【正文快照】： 引　言　　太赫兹光谱是波长在毫米范围内的电磁辐射波,近年来,由于太赫兹光谱辐射光源的发展,太赫兹应用技术也得到较大发展。太赫兹不能穿透金属也不能穿透极性液体水分子[1],使得太赫兹光谱技术在检测隐藏武器,检测样品水分和大分子物质[2]方面有较大应用。现阶段,太赫兹时，

本文编号：1349418