水稻叶瘟病灶区智能圈定与分级
发布时间：2021-12-17 12:54
水稻是我国最重要的经济作物之一,在我国种植面积广,食用人口比例大,因此,其长势与产量直接关系到我国的粮食安全。叶瘟病是引起水稻减产的主要病害之一,其中病斑位置、面积等特征信息的提取对于水稻叶瘟病情监测具有重要意义。传统稻田叶瘟病情监测主要以农技人员在田间采样调查叶损率以及病斑面积占比的方式对水稻染病情况进行评估,其成本高,效率低;以无人机为监测平台,利用图像处理技术对稻田冠层图像中染病区域进行圈定,并基于圈定结果对区域内病害分布情况进行监测、分级能够有效地提高监测效率,同时监测结果更为客观准确,具有极大的研究价值。随着深度学习技术的飞速发展,卷积神经网络在图像处理领域的优势十分明显,近年来研究学者针对不同应用场景提出了多种深度网络结构,并取得了良好的分割或分类效果。因此本文在湖北一实验田展开研究,在大田环境下,以无人机低空航拍的分蘖期水稻图像及其病斑标注样本作为数据集,基于Linknet深度卷积神经网络结构训练水稻叶瘟病圈定模型,并结合不同程度病害图像特征构建叶瘟病分级模型。本文主要取得了以下研究成果:（1）基于Linknet深度卷积神经网络结构搭建并训练叶瘟病灶区图像圈定模型。在验证...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
图 2-1 研究区位置示意图湖北属长江中游稻区，地跨东经 112.35°-113.19°，北纬 29.26°-30.12°，是中国水稻种植面积最大的十个省份之一。监利县地处长江中游以北，向南与湖南省岳阳市一水之隔；向北与仙桃、潜江相接；西带白鹭湖，接壤江陵、石首；东襟洪湖，与洪湖市共享天然湖区。因公元 222 年吴国设卡派官在此“监收鱼稻之利”而得县名。全境地势平坦，南部西北部略高，东部中部较低，县域面积 3118km2，全县辖 21 个乡镇和 2 个农场管理区，现有人口 155 万人。境内地势平坦、土壤肥沃、气候适宜，农业生产条件得天独厚，被誉为"全国水稻第一县，全国首列50 个大商品粮基地县之一。监利县水利条件优越，长江绕行监利县南境，蜿蜒曲折 160 余公里，东荆河流经北陲，四湖总干渠贯穿中部汇入洪湖三大水系，是土壤母质主要携入通道。境内河渠交错密如蛛网，湖泊塘堰星罗棋布，水域面积约为 657.89km2，占县域
3.泡田：在旱整地过后，开始进行的泡田工作，即对试验田进行灌水浸泡，使表层以下 20cm 内的土壤得到软化，清洗残留药害，降低盐碱度。4.水田平整：泡田 3 天后，借助水田整地机械进行搅浆、沉浆等水田平整工作，保证田内高低差不大于 3cm，保持表层 5~7cm 均匀水层，其目的是进一步增加土壤含水量，碎化土壤团块，使田面平整，达到机械移栽标准。消除“偏脸池”，确保后期秧苗能得到均匀灌溉以及受肥。在水稻移栽前后可以打封田剂，封闭田间杂草种子发芽。本试验在水稻移栽前 2 天采用 12%恶草酮 120ml 瓶装甩施，施药后保持浅水层。试验田整地工作完成，基本达到田内水肥均匀，水稻移栽环境一致，区域内无杂草及病虫害残余，符合水稻健康生长条件。如图 2-2 所示。整地工作完毕后，采用机器插秧的方式移栽水稻秧苗，由农技专家进行日常培育管理，当水稻生长至分蘖期开始进行实验研究，如图 2-3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于全卷积网络的苹果图像分割方法[J]. 朱悦云. 信息与电脑(理论版). 2018(19)
[2]我国水稻生产中农药过量施用研究:基于社会和私人利益最大化的视角[J]. 郭利京,王颖. 生态与农村环境学报. 2018(05)
[3]农药减量增产技术在水稻病虫害防治中的应用[J]. 陈德智,柯华英,程牧. 农民致富之友. 2017(02)
[4]基于环境信息和颜色特征的作物叶片病害等级识别算法[J]. 谢泽奇,忽晓伟,张会敏,张善文,张云龙. 江苏农业科学. 2016(07)
[5]近红外光谱技术的小麦条锈病严重度分级识别[J]. 李小龙,秦丰,赵龙莲,李军会,马占鸿,王海光. 光谱学与光谱分析. 2015(02)
[6]深度学习研究综述[J]. 尹宝才,王文通,王立春. 北京工业大学学报. 2015(01)
[7]基于高光谱成像的水稻穗瘟病害程度分级方法[J]. 黄双萍,齐龙,马旭,薛昆南,汪文娟. 农业工程学报. 2015(01)
[8]基于光谱信息的柑橘黄龙病无损检测及分级模型构建[J]. 姚伟璇,代芬,杨康萍,邓小玲,李盛铭,周铠佳,李攀. 广东农业科学. 2014(19)
[9]基于图像处理的田间水稻叶瘟病斑检测方法[J]. 吴露露,郑志雄,齐龙,马旭,梁仲维,陈国锐. 农机化研究. 2014(09)
[10]无人机遥感系统的研究进展与应用前景[J]. 李德仁,李明. 武汉大学学报(信息科学版). 2014(05)
硕士论文
[1]基于叶片图像的农作物病害识别方法研究[D]. 卜翔宇.合肥工业大学 2017
[2]发病烟草的高光谱特征及其病害程度诊断模型研究[D]. 王梅.山东农业大学 2013
[3]基于近红外光谱技术的水稻叶部病害诊断模型构建[D]. 王晓丽.中国农业科学院 2011
[4]基于计算机图像处理技术的作物病害等级检测[D]. 葛婧.安徽农业大学 2007
本文编号：3540164
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
图 2-1 研究区位置示意图湖北属长江中游稻区，地跨东经 112.35°-113.19°，北纬 29.26°-30.12°，是中国水稻种植面积最大的十个省份之一。监利县地处长江中游以北，向南与湖南省岳阳市一水之隔；向北与仙桃、潜江相接；西带白鹭湖，接壤江陵、石首；东襟洪湖，与洪湖市共享天然湖区。因公元 222 年吴国设卡派官在此“监收鱼稻之利”而得县名。全境地势平坦，南部西北部略高，东部中部较低，县域面积 3118km2，全县辖 21 个乡镇和 2 个农场管理区，现有人口 155 万人。境内地势平坦、土壤肥沃、气候适宜，农业生产条件得天独厚，被誉为"全国水稻第一县，全国首列50 个大商品粮基地县之一。监利县水利条件优越，长江绕行监利县南境，蜿蜒曲折 160 余公里，东荆河流经北陲，四湖总干渠贯穿中部汇入洪湖三大水系，是土壤母质主要携入通道。境内河渠交错密如蛛网，湖泊塘堰星罗棋布，水域面积约为 657.89km2，占县域
3.泡田：在旱整地过后，开始进行的泡田工作，即对试验田进行灌水浸泡，使表层以下 20cm 内的土壤得到软化，清洗残留药害，降低盐碱度。4.水田平整：泡田 3 天后，借助水田整地机械进行搅浆、沉浆等水田平整工作，保证田内高低差不大于 3cm，保持表层 5~7cm 均匀水层，其目的是进一步增加土壤含水量，碎化土壤团块，使田面平整，达到机械移栽标准。消除“偏脸池”，确保后期秧苗能得到均匀灌溉以及受肥。在水稻移栽前后可以打封田剂，封闭田间杂草种子发芽。本试验在水稻移栽前 2 天采用 12%恶草酮 120ml 瓶装甩施，施药后保持浅水层。试验田整地工作完成，基本达到田内水肥均匀，水稻移栽环境一致，区域内无杂草及病虫害残余，符合水稻健康生长条件。如图 2-2 所示。整地工作完毕后，采用机器插秧的方式移栽水稻秧苗，由农技专家进行日常培育管理，当水稻生长至分蘖期开始进行实验研究，如图 2-3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于全卷积网络的苹果图像分割方法[J]. 朱悦云. 信息与电脑(理论版). 2018(19)
[2]我国水稻生产中农药过量施用研究:基于社会和私人利益最大化的视角[J]. 郭利京,王颖. 生态与农村环境学报. 2018(05)
[3]农药减量增产技术在水稻病虫害防治中的应用[J]. 陈德智,柯华英,程牧. 农民致富之友. 2017(02)
[4]基于环境信息和颜色特征的作物叶片病害等级识别算法[J]. 谢泽奇,忽晓伟,张会敏,张善文,张云龙. 江苏农业科学. 2016(07)
[5]近红外光谱技术的小麦条锈病严重度分级识别[J]. 李小龙,秦丰,赵龙莲,李军会,马占鸿,王海光. 光谱学与光谱分析. 2015(02)
[6]深度学习研究综述[J]. 尹宝才,王文通,王立春. 北京工业大学学报. 2015(01)
[7]基于高光谱成像的水稻穗瘟病害程度分级方法[J]. 黄双萍,齐龙,马旭,薛昆南,汪文娟. 农业工程学报. 2015(01)
[8]基于光谱信息的柑橘黄龙病无损检测及分级模型构建[J]. 姚伟璇,代芬,杨康萍,邓小玲,李盛铭,周铠佳,李攀. 广东农业科学. 2014(19)
[9]基于图像处理的田间水稻叶瘟病斑检测方法[J]. 吴露露,郑志雄,齐龙,马旭,梁仲维,陈国锐. 农机化研究. 2014(09)
[10]无人机遥感系统的研究进展与应用前景[J]. 李德仁,李明. 武汉大学学报(信息科学版). 2014(05)
硕士论文
[1]基于叶片图像的农作物病害识别方法研究[D]. 卜翔宇.合肥工业大学 2017
[2]发病烟草的高光谱特征及其病害程度诊断模型研究[D]. 王梅.山东农业大学 2013
[3]基于近红外光谱技术的水稻叶部病害诊断模型构建[D]. 王晓丽.中国农业科学院 2011
[4]基于计算机图像处理技术的作物病害等级检测[D]. 葛婧.安徽农业大学 2007
本文编号：3540164
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