基于高光谱技术的马铃薯晚疫病早期预测研究

发布时间：2021-11-08 02:45

　　晚疫病作为一种毁灭性病害,已严重危害到马铃薯产业的可持续健康发展。本文以马铃薯为研究对象,晚疫病为胁迫条件,高光谱成像技术为技术手段,探索马铃薯晚疫病叶片中多种理化指标的预测模型及变化趋向,实现感染晚疫病的马铃薯叶片中理化指标的快速检测。同时,探究早期诊断马铃薯种薯晚疫病的预测识别模型,达到从源头上遏制晚疫病的目的,对病害的早期预防治理具有重要实际意义。本文的主要研究内容及结论有:（1）建立了马铃薯晚疫病叶片中SPAD值的高光谱预测模型。比较了全波段区域下基于移动平均平滑、多元散射校正、光谱变换、归一化、求导处理等5种不同预处理方法对偏最小二乘（PLS）和最小二乘支持向量机（LS-SVM）模型预测效果的影响,其中基于归一化的PLS模型预测效果最好。为了简化模型,减少输入量,利用连续投影算法（SPA）、载荷系数法（X-LW）提取特征波长并建立预测模型。其中,基于SPA提取的特征波长建立的LS-SVM具有最优预测结果。进一步地,选取了几种与SPAD值相关性较高的植被指数建立预测模型,其中基于VOG1的二次多项式模型预测效果最好。（2）建立了马铃薯晚疫病叶片中CAT、POD活性值的高光谱预测... 

【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

技术路线

进行第二组数据采集。之后每隔 24 h 进行一次数据采集，共 210 组。介绍像系统京卓立汉光仪器有限公司研制的 Zolix Hypersis 农产品高光图 2-1)，它主要由 V10E-QE 型可见/近红外波段光谱成像仪阵 CCD 相机、PSA300-X 型电控平移台装置以及计算机等部为 375-1018 nm，分辨率为 2.8 mm。为了减小环境光的影响。其工作过程简述为：光源发射的光照射在放置于电控平移样本的高光谱图像。电控平移台带动样本连续运行，获得样存储到计算机中，以进行后续的研究分析。

图 2-2 某样本的 SPAD 值曲线Fig.2-2 Typical spectra curves of one sample曲线分析VNI4.8 选取经校正后的高光谱图像的病斑部位作为感兴趣，叶片未发病时选取其接种相应部位作为感兴趣区域。计算率的平均值，作为该样本的光谱数据。个叶片从未接种到发病 6 天的高光谱图像。病斑在第 3 天蔓延，第 6 天时基本腐烂。图 2-4 反映了健康样本和晚疫病高光谱反射率曲线。其中，横坐标为波长，纵坐标为光谱反康样本和染病样本的光谱曲线轮廓相似，并无显著差异，均射峰，在 680 nm 附近出现一个吸收谷；在 680-750 nm 波段，在 750-900 nm 之间上升缓慢。无论是在可见光还是近红均高于染病样本，只在吸收谷附近差异较小。由于后续波段用 500-960 nm 范围内的波段进行建模分析。


本文编号：3482849