本研究應用了400-1000nm的高光譜相機,可采用杭州彩譜科技有限公司產品FS13進行相關研究。光譜范圍在400-1000nm,波長分辨率優于2.5nm,可達1200個光譜通道。采集速度全譜段可達128FPS,波段選擇后最高3300Hz(支持多區域波段選擇)。
番茄灰霉病是由灰葡萄孢菌引起的一種世界性侵染病害,對溫室番茄生長危害嚴重,該病害具有易發生、蔓延快、病菌抗藥性強、經濟損失大等特點,已成為抑制溫室番茄安全生產的關鍵因素之一。由該病引起的番茄產量損失高達20%,而且用于防治灰霉病的殺菌劑用量是整個種植季節殺菌劑用量的60%之多。除危害番茄外,該病菌還可危害茄子、辣椒和黃瓜等20多種作物。傳統的植物病害診斷方法是植保工作者依據經驗和病理分析對植物病狀和病癥進行綜合分析后得出診斷結果),但傳統檢測方法效率低、工作量大、實時性差,不能實現早期快速診斷,往往耽誤了病害的最佳治理時期,加大了農藥的施用量,增加了成本,而且環境污染嚴重,因此尋求一種快速準確的早期檢測方法非常重要。
目前已有學者應用光譜技術對植物病害進行了早期檢測研究,但是光譜技術只能提供被檢測對象的光譜信息,無法提供目標物的圖像信息。高光譜成像技術是一種將圖像和光譜結合起來的高效、快速、無損、實時檢測技術。它結合了計算機圖像與光譜技術兩者的優點,并將兩者融為一體,具有多波段、高分辨率與圖譜合一
提出了一種高光譜成像技術的番茄葉片灰霉病的早期檢測。首先通過實驗獲取番茄葉片的高光譜圖像,考慮紅邊現象,利用680~740 nm波段的方差圖實現番茄葉片與背景的分割,以提取有效信息;通過利用提取高光譜圖像中的敏感區域,進行番茄葉片灰霉病光譜維的數據預處理和建模分析,選取SNV預處理方法對高光譜圖像進行預處理,提高數據對番茄灰霉病信息的提取能力;
通過SIMCA的鑒別能力參數獲取特征波段圖像401.14,491.16,550.34,625.18,649.08,687.02和743.11 nm等七個波段圖像,并選擇多元線性回歸法進行患病預測,準確率均大于99%;再由多元線性回歸法獲取各特征波段圖像的回歸系數,由此獲取波段融合圖像,通過通過最小距離法對融合后的圖分割,提取番茄患病部位信息。