Применение технологии гиперспектральной визуализации в области точного земледелия
Будучи точной, быстрой, недорогой, неразрушающей технологией спектрального анализа, технология гиперспектральной визуализации привлекла большое внимание сельскохозяйственного сектора и постепенно стала важной передовой технологией сельскохозяйственной визуализации. Говоря о точном земледелии данная технология в основном используется для отслеживания роста сельскохозяйственных культур и оценки урожайности, классификации и идентификации особенностей почвы, контроля среды выращивания, проверки качества и безопасности сельскохозяйственной продукции и т. д.
Показатель растительности
Показатель растительности представляет собой совокупность спектральных значений различных волн, имеющих определенное биохимическое значение, обычно включающих коэффициент вегетационного индекса, линейный комбинированный вегетационный индекс, скорректированный вегетационный индекс, разностный вегетационный индекс и т. д.
В сельском хозяйстве диапазон длин волн индекса состояния культурных растений, основанный на спектральной технологии, обычно составляет от 400 до 2500 нм, что связано с поглощением пигментов (хлорофилл, каротиноиды и т. д.), азота, воды, а также внутренней структурой клеток листа.
В диапазоне видимого света 400-740 нм пики поглощения хлорофилла составляют 480, 650, 670-680 и 740 нм, каротиноидов 420, 425, 440, 450, 470 и 480 нм, а лютеина 425, 445 и 475 нм.
В ближней инфракрасной волне 740-1300 нм за счет отражения здоровых клеток мезофилла коэффициент отражения резко возрастает, пики поглощения воды с/х культур в основном сосредоточены при 970, 1450 и 1944 нм. Следовательно, когда культуры находятся в состоянии стресса, будут изменяться соответствующие им азот, пигменты, ферменты и т. д. Отслеживая изменения данных физиологических показателей с помощью различных вегетационных индексов, можно судить о стрессе, росте и урожайности культур.
Процент растительного покрова
Точная классификация географических объектов
Контроль питательных веществ с\х культур
Содержание азота и хлорофилла являются важными показателями питательных веществ сельскохозяйственных культур и тесно связаны с объемом урожая. Получение питательных веществ для сельскохозяйственных культур на основе данных спектрального анализа заключается в обнаружении информации о питательных веществах посредством моделирования исходного спектра, в то время как обнаружение питательных веществ на основе вегетационного индекса анализируется путем создания модели вегетационного индекса и питательных веществ.
Отслеживание роста с/х культур
Рост сельскохозяйственных культур это комплексный параметр оценки роста и формирования сельскохозяйственных культур, а контроль роста это макроскопический метод отслеживания роста с/х культур и изменений.
Контроль нехватки воды
Контроль за болезнями и вредителями
Уникальная технология спектрального сопоставления и спектральной дифференциации технологии гиперспектральной визуализации делает ее популярной среди исследователей в области контроля сельскохозяйственных болезней и насекомых-вредителей. Среди них метод, основанный на спектральном анализе переменных положения длины волны, который является основным при контроле за сельскохозяйственными вредителями.
Карта распределения индекса заболеваемости по гиперспектральным изображениям в разные периоды.
Отслеживание происхождения
На основе спектральных различий сельскохозяйственных продуктов разного происхождения в сочетании со спектральными расчетами, можно быстро определить регион происхождения.
Новое поколение гиперспектральный камер неразрушающего, бесконтактного, быстрого, точного и крупномасштабного сбора информации об урожае имеет большое значение для реализации точного, цифрового, информатизированного и интеллектуального управления и операций в сельском хозяйстве.
