高光譜相機(jī)解決方案

  • 高光譜成像技術(shù)檢測生菜葉片氮素含量

  • 信息來源：彩譜品牌廠家   瀏覽次數(shù)：121    發(fā)表時(shí)間：2023-08-25
  •        本研究應(yīng)用了400-1000nm的高光譜相機(jī)，可采用杭州彩譜科技有限公司產(chǎn)品FS13進(jìn)行相關(guān)研究。光譜范圍在400-1000nm，波長分辨率優(yōu)于2.5nm，可達(dá)1200個(gè)光譜通道。采集速度全譜段可達(dá)128FPS，波段選擇后最高3300Hz（支持多區(qū)域波段選擇）。
           生菜富含蛋白質(zhì)、碳水化合物、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，且種植面積廣。氮素是影響生菜生長的最主要元素之一，建立快速、高效、無損的生菜的氮素含量檢測方法，便于對生菜的合理施肥進(jìn)行指導(dǎo).當(dāng)前利用高光譜圖像技術(shù)檢測生菜氮素含量鮮有報(bào)道，本實(shí)驗(yàn)將高光譜圖像技術(shù)應(yīng)用于生菜葉片氮素含量的無損檢測中，通過研究多種光譜預(yù)處理方法對PLSB 建模的影響，選出合適的生菜葉片光譜預(yù)處理方法，優(yōu)選出適于預(yù)測生菜葉片氮素含量的敏感波長，嘗試建立生菜葉片氮素含量最簡最優(yōu)預(yù)測模型，此套方法尚未見報(bào)道，同時(shí)也為開發(fā)便攜式蔬菜營養(yǎng)元素檢測儀提供依據(jù)，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
           利用高光譜圖像技術(shù)采集了60個(gè)生菜葉片的高光譜圖像，用AutoAnalyzer3型連續(xù)流動分析儀測定對應(yīng)生菜葉片中的氮素含量值，采用ENVI軟件提取出生菜葉子表面50×50區(qū)域的平均光譜數(shù)據(jù). 并對提取出的平均光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理（8種預(yù)處理方法），最后分別將原始光譜數(shù)據(jù)和8種預(yù)處理后的光譜數(shù)據(jù)作為PLSR的輸入，建立9個(gè)生菜氮素含量預(yù)測模型。通過比較這9個(gè)預(yù)測模型的結(jié)果，選出最優(yōu)預(yù)測模型OSC+PLSR，并分析 OSC+PLSR模型的回歸系數(shù)圖，選出13個(gè)敏感波長，然后將13個(gè)敏感波長作為PLSR輸入，最終建立 OSC+SW+PLSR生菜氮素含量預(yù)測模型，較 OSC+PLSR 模型相比，預(yù)測效率得到了較大的提升，這可以作為一種高效、準(zhǔn)確、無損的新方法用于生菜葉片中氮素含量的預(yù)測，能夠?yàn)樯说貭I養(yǎng)診斷和經(jīng)濟(jì)合理施肥提供參考。
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