Анотація: Цей документ глибоко досліджує широке застосування гіперспектральної технології візуалізації у галузі сільського господарства. Він розробляє свою важливу роль у моніторингу сільськогосподарських культур, аналізу ґрунту та тестуванні якості сільськогосподарської продукції, аналізує переваги та виклики цієї технології та сподівається на її майбутні перспективи розвитку.
I. Вступ
Сільське господарство, як основна галузь національної економіки, має вирішальне значення для забезпечення продовольчої безпеки та сприяння економічному розвитку. Завдяки постійному просуванню науки та технологій, гіперспектральна технологія візуалізації принесла нові можливості розвитку сільськогосподарській галузі з її унікальними перевагами. Гіперспектральні зображення можуть надавати багату спектральну інформацію та просторову інформацію, надаючи сильну технічну підтримку для реалізації точного сільського господарства.
Ii. Огляд технології гіперспектральної візуалізації
(I) Принцип
Гіперспектральні зображення складаються з серії безперервних вузькосмугових зображень. Вимірюючи відображення, випромінювання та інші характеристики цільового об'єкта на різних довжинах хвиль, отримується спектральна характеристика цільової цілі. Ці спектральні характерні криві відображають фізичні, хімічні та інші характеристики цілі і можуть бути використані для ідентифікації та класифікації цілі.
(Ii) Особливості
Висока спектральна роздільна здатність: вона може розрізняти крихітні спектральні відмінності та чіткі відмінності між культурами та компонентами ґрунту в різних станах росту.
Багатодіапазонна інформація: вона містить велику кількість смуг і може повністю отримати спектральну інформацію цілі.
Поєднання просторової інформації зі спектральною інформацією: Не тільки можна визначити розташування цілі, але й її внутрішні характеристики можна глибоко зрозуміти.
Неконтактне вимірювання: Моніторинг можна проводити, не впливаючи на зростання сільськогосподарських культур.
Iii. Застосування гіперспектральних зображень у сільському господарстві
(I) Моніторинг врожаю
Моніторинг стану росту: Аналізуючи спектральні характеристики сільськогосподарських культур, ріст сільськогосподарських культур може бути контрольовано в режимі реального часу, таких як індекс площі листя, біомаса тощо, наприклад, на різних етапах росту, спектральна крива культур зміниться, і ці зміни зміниться, і ці зміни зміниться може бути використаний для оцінки стану здоров'я та прогресу зростання врожаю.
Виявлення шкідників та захворювань: шкідники та захворювання можуть спричинити зміни спектральних характеристик культур. Технологія гіперспектральної візуалізації може швидко та точно виявляти площу виникнення та тяжкість шкідників та захворювань. Вживайте профілактичні заходи вчасно, щоб зменшити втрати.
Моніторинг водних стресів: дефіцит води вплине на фізіологічний стан культур, тим самим змінюючи їх спектральні характеристики. Гіперспектральні зображення можуть бути використані для моніторингу статусу вологи врожаю та створення основи для розумного зрошення.
(Ii) ґрунтовий аналіз
Виявлення компонентів: вміст органічної речовини, азоту, фосфору, калію та інших поживних речовин у ґрунті може бути проаналізовано для надання даних про оцінку фертильності ґрунту та точного запліднення.
Аналіз текстури: Спектральні характеристики можуть бути використані для визначення типу текстури ґрунту, наприклад, піщаного ґрунту, суглин, глини тощо, що забезпечує посилання на поліпшення ґрунту у виробництві сільського господарства.
Виявлення забруднення: воно може виявити забруднювачі, такі як важкі метали та залишки пестицидів у ґрунті, забезпечуючи технічні засоби захисту ґрунтових навколишнього середовища.
(Iii) Виявлення якості сільськогосподарської продукції
Судження зрілості: Сільськогосподарська продукція різної зрілості має різні спектральні характеристики. Гіперспектральна технологія візуалізації може точно оцінити зрілість сільськогосподарських продуктів та створити основу для своєчасного вибору.
Якість оцінювання: Якість сільськогосподарської продукції може бути оцінена, наприклад, солодкість, кислотність, твердість та інші показники фруктів, щоб збільшити додаткову вартість сільськогосподарської продукції.
Ідентифікація автентичності: Для деяких дорогоцінних сільськогосподарських продуктів, таких як китайські лікарські матеріали, гіперспектральна технологія візуалізації може бути використана для ідентифікації автентичності для захисту прав та інтересів споживачів.
Iv. Переваги та проблеми застосування гіперспектральної технології візуалізації в сільськогосподарській галузі
(I) Переваги
Висока точність: вона може надати багату інформацію та реалізувати точний моніторинг та аналіз сільськогосподарських цілей.
Висока ефективність: вона може швидко отримати сільськогосподарську інформацію на великій площі та підвищити ефективність управління сільськогосподарськими виробництвом.
Неруйнівне тестування: метод безконтактного вимірювання, який не спричинить пошкодження культур та ґрунту.
(Ii) виклики
Складна обробка даних: гіперспектральні зображення мають велику кількість даних і їх важко обробити, вимагаючи професійного програмного забезпечення та алгоритмів.
Висока вартість: Гіперспектральне обладнання для візуалізації дорого, що обмежує його широке застосування в сільськогосподарській галузі.
Питання адаптованості навколишнього середовища: У різних умовах навколишнього середовища, таких як освітлення та клімат, може вплинути якість гіперспектральних зображень.
V. Майбутні перспективи розвитку
Постійний технологічний прогрес: Завдяки безперервному розвитку сенсорної технології, алгоритмами обробки даних тощо, гіперспектральна технологія візуалізації стане більш зрілою та досконалою, і її продуктивність продовжуватиме покращуватися.
Зниження витрат: Завдяки популяризації технологій та посилення конкуренції на ринку ціна гіперспектрального обладнання для візуалізації, як очікується, поступово знизиться, що робить його більш широко використовуваним у сільськогосподарській галузі.
Мультитехнологічна інтеграція: поєднайте технологію гіперспектральної візуалізації з іншими передовими технологіями, такими як технологія безпілотників та технології Інтернету речей, для досягнення більш розумного управління сільськогосподарськими виробництвоми.
Розширення поля застосування: Окрім поточних полів застосування, гіперспектральна технологія візуалізації також відіграватиме важливу роль у страхуванні сільського господарства, оцінці сільськогосподарських ресурсів та інших галузях.
Vi. Висновок
Технологія гіперспектральної візуалізації має широкі перспективи застосування в сільськогосподарській галузі. Він забезпечує точні та ефективні засоби для моніторингу врожаю, аналізу ґрунту та тестування якості сільськогосподарської продукції. Незважаючи на те, що все ще існують певні проблеми, з постійним просуванням технологій та зменшенням витрат, гіперспектральна технологія візуалізації відіграватиме все більш важливу роль у сільськогосподарській галузі та зробить більший внесок у сприяння модернізації сільського господарства.
