農(nóng)業(yè)行業(yè)
本研究應(yīng)用了900-1700nm的高光譜相機，可采用杭州彩譜科技有限公司產(chǎn)品FS-15進行相關(guān)研究。短波近紅外高光譜相機，采集速度全譜段可達200FPS,被廣泛應(yīng)用于成分識別，物質(zhì)鑒別，機器視覺，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，屏幕檢測等領(lǐng)域。
目前對農(nóng)作物蟲害的防治主要集中在兩個方面：一是通過數(shù)學(xué)模擬的方法，對蟲害發(fā)生的時間進行預(yù)測，然后趕在蟲害季節(jié)性爆發(fā)之前，采取針對性的防治措施；二是在蟲害發(fā)生以后，對農(nóng)作物噴灑農(nóng)藥，這就要求嚴格控制農(nóng)藥施用量，使其既能殺死害蟲，又能最小化農(nóng)藥殘留影響。因此，確定農(nóng)藥殺死害蟲的臨界致死效力非常重要。
在農(nóng)作物蟲害防治過程中，害蟲在被噴灑農(nóng)藥以后，經(jīng)常出現(xiàn)假死現(xiàn)象，藥效一過就會“死而復(fù)生”，繼續(xù)危害農(nóng)作物的生長。準確鑒別害蟲在施用農(nóng)藥以后的生死狀態(tài)通常有兩種方法：一是感官判斷，即采用觸碰的方式，通過害蟲的反應(yīng)來判斷它的生與死；二是提取害蟲的血液進行化學(xué)成分分析。第一種方法不夠準確，第二種方法費時費力。本文創(chuàng)新性的提出運用高光譜成像技術(shù)研究菜青蟲的生命狀態(tài)（單純的存活與死亡狀態(tài)以及多種不同生命狀態(tài)），以快速、無損的方式對菜青蟲的生死狀態(tài)進行鑒別。已有研究表明，利用近紅外高光譜成像技術(shù)能夠?qū)Z活蟲和死蟲進行有效判別，但對其不同生命狀態(tài)的診斷還不夠準確，國內(nèi)外也缺乏相應(yīng)的研究論文，同時相比儲糧害蟲，田間蔬菜害蟲（例如菜青蟲）在應(yīng)用高光譜成像技術(shù)的研究領(lǐng)域還未見報道。
基于近紅外高光譜成像技術(shù)對菜青蟲的生死狀態(tài)鑒別，能夠鑒別施用農(nóng)藥后菜青蟲的生與死，防止害蟲的假死現(xiàn)象，對測定農(nóng)藥殺死菜青蟲的臨界致死效力，最小化農(nóng)藥施用量，改善農(nóng)藥殘留問題具有重要意義。
采用近紅外高光譜成像技術(shù)對菜青蟲的生命狀態(tài)進行了鑒別研究。通過提取菜青蟲樣本光譜數(shù)據(jù)，以951.5～1649.2 nm光譜的菜青蟲光譜信息，結(jié)合不同的光譜預(yù)處理方法，建立PLS-DA模型，判別效果接近或達到100%。采用SPA 以及 B。對菜青蟲生死狀態(tài)的判別選擇特征波長，分別得到17和20個特征波長，以特征波長分別建立PLS-DA，KNN，BPNN以及SVM判別分析模型，取得了較好的效果，判別正確率接近或達到100%，說明近紅外高光譜成像技術(shù)可以有效實現(xiàn)菜青蟲存活與死亡狀態(tài)的鑒別分析。
