小麦品种智能识别与生长可视化的技术初探

发布时间：2020-04-24 00:50

【摘要】：小麦作为重要的主粮之一,不断培育高产优质的小麦新品种对人们的生产和生活有着重要的影响,其中研究小麦的形态特征对了解其生长状态和选择优良品种有着重要作用。为便利田间育种工作中对品种形态的筛选与区分,实验设计以四川地区小麦新品种(系)为研究材料,采用小麦植株形态进行分析比对,力求能找出较大品种差异的植株部位,使其可以利用到图像拍照识别小麦品种的研究中;采用小麦植株的序列图像建立出不同品种小麦的三维重建模型与生长过程动态可视化,同时记录各品种的有关性状数据计算结果和产量数据,以期在今后在手机系统平台搭建出小麦品种识别与生长可视化的管理系统。最终为小麦新品种的培育和推广应用带来高效的管理工具。实验分为:(1)对小麦植株的形态数据进行测量统计:生育期,各生育期株高,叶片,茎节,叶鞘,穗部,籽粒;有关性状的计算:株高构成指数,叶片长宽比,叶面积,穗长株高比;对每个品种进行产量统计;(2)通过搭建图像采集平台在3DSOM软件中对不同的小麦各生育期植株进行了3D模型重建,并在Photoshop中实现模型环视动态化和生长动态化。研究结果显示:不同品种小麦都有差异显著的植株部位,可将此利用在小麦品种植株的图像识别对特征信息的提取工作中:(1)不同品种株高在各生育期差异极显著;(2)不同品种的各茎节长除倒一节外,其余部分均为差异极显著,各茎节节粗均为差异极显著;(3)不同品种各叶片差异极显著;(4)不同品种倒一叶鞘具有显著差异,倒二与倒五叶鞘差异不显著,倒三和倒四叶鞘差异极显著;(5)不同品种的穗部穗长、芒长、籽粒长宽均为极显著差异;(6)研究尝试对川农30等品种重建了可视化模型,重建的误差率在0.10%~3.71%,并模拟生成了植株生长动态化过程。(7)发现提高3DSOM对小麦细节的重建,可采用增加遮罩精细度,调整阈值参数方式来实现。
【图文】：

图 1 图像数据采集平台 图 2 遥控调速转盘Fig. 1 Image data acquisition platform Fig. 2 Remote speed dial(4)拍摄相机佳能 5D2 一台，拍摄稳定图像三脚架一台，快门线一个。

图 1 图像数据采集平台 图 2 遥控调速转盘Fig. 1 Image data acquisition platform Fig. 2 Remote speed dial(4)拍摄相机佳能 5D2 一台，拍摄稳定图像三脚架一台，快门线一个。
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S512.1;TP391.41

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本文编号：2638338