基于高分?jǐn)?shù)據(jù)的水稻品質(zhì)監(jiān)測方法的研究
發(fā)布時間:2021-09-22 08:55
新時代下人們對農(nóng)作物品質(zhì)的要求越來越高。籽粒粗蛋白質(zhì)與直鏈淀粉含量影響著水稻的營養(yǎng)和食味品質(zhì),是水稻品質(zhì)的兩個重要指標(biāo)。遙感技術(shù)因其快速、無損和動態(tài)等特點,在農(nóng)作物品質(zhì)監(jiān)測或檢測應(yīng)用中表現(xiàn)出了強大的活力。國外在水稻品質(zhì)遙感監(jiān)測方面起步較早,我國近年來在這方面取得了一些進展。本文利用高分辨率遙感數(shù)據(jù)(高分?jǐn)?shù)據(jù))研究水稻品質(zhì)指標(biāo)中的粗蛋白質(zhì)與直鏈淀粉含量的遙感監(jiān)測方法,為水稻品質(zhì)的快速、大面積監(jiān)測提供一定的理論依據(jù)。本研究選擇德清縣東苕溪東部水稻區(qū),在2013-2014年水稻成熟期開展試驗。分別進行室內(nèi)水稻四種形態(tài)(稻穗、稻谷、米粒、米粉)的高光譜觀測和基于國產(chǎn)高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)(環(huán)境一號和高分一號)的水稻種植區(qū)和品質(zhì)空間分布監(jiān)測,主要研究結(jié)果如下:在室內(nèi)高光譜研究中,采集了四種水稻形態(tài)的高光譜數(shù)據(jù),分析了六種光譜變量與水稻品質(zhì)的重要指標(biāo)(粗蛋白質(zhì)與直鏈淀粉)的相關(guān)性并構(gòu)建了單因子模型、多元逐步回歸模型、偏最小二乘模型、支持向量機回歸估測模型。通過分析四種水稻形態(tài)的光譜與水稻重要指標(biāo)的相關(guān)性發(fā)現(xiàn),稻谷光譜更適合用來對水稻品質(zhì)的兩個重要指標(biāo)進行監(jiān)測。通過模型比較發(fā)現(xiàn),對粗蛋白質(zhì)含量的估測來說,...
【文章來源】:杭州師范大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
研究區(qū)位置圖
圖 2.2 野外采集水稻照片2.2.2 室內(nèi)高光譜數(shù)據(jù)的獲取使用美國 ASD 公司制造的便攜式光譜儀 FieldSpec 3-Hi-Res,光譜儀探頭場角為 25°,其光譜范圍為 350-2500nm:在 350-1050nm 采樣間隔為 1.377nm在 1000-2500nm 的采樣間隔為 2nm,重采樣到 1nm,輸出 2150 個波段;350-1000nm 的光譜分辨率為 3nm,在 1000-1900nm 的光譜分辨率為 8.5nm,1700-2500nm 為 6.5nm。在密閉暗室進行實驗,暗室內(nèi)全部用消光布遮住,光儀預(yù)熱半小時以上,光源預(yù)熱 15 分鐘以上,每次觀測都要進行優(yōu)化與白板校正每個水稻樣品采集 10 條光譜曲線,光譜采集條件見表 2。其中,ɑ 指光源和水方向的夾角,D1 指光源到觀測對象的距離,D2 指探頭到觀測對象的距離,其離決定視場范圍的大小,通過改變 D2 的大小使視場范圍內(nèi)布滿觀測對象。稻的視場直徑在 4.84cm 左右,稻谷和米粒的視場直徑在 3.52cm 左右,米粉的視直徑在 5.28cm 左右。小黑盒是由底部和周邊用消光布包裹的培養(yǎng)皿制作而成
圖 2.3 最優(yōu)超平面示意圖回歸問題,可以通過非線性函數(shù) Φ(x)將訓(xùn)練集歸函數(shù)。f ( x,w) w (x) b權(quán)重,b 為閾值。假設(shè)所有訓(xùn)練數(shù)據(jù)都可以在精,優(yōu)化函數(shù)為: niiiiiwwC12()21( , , ) 松弛因子且都大于 0,常數(shù) C>0 控制對超出誤差化函數(shù)后得(3)的解:fxaaKxxbiiinii () ()(,)1=1,2…n)為拉格朗日乘子,它們對應(yīng)的樣本就是支
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于HJ-1A衛(wèi)星數(shù)據(jù)的高寒草地氮素評估-以青海省貴南縣及瑪沁縣高寒草地為例[J]. 高金龍,孟寶平,楊淑霞,馮琦勝,崔霞,梁天剛. 草業(yè)學(xué)報. 2016(10)
[2]基于高光譜的甜菜冠層氮素遙感估算研究[J]. 李哲,田海清,王輝,徐琳,李斐,史樹德. 農(nóng)機化研究. 2016(06)
[3]水稻葉片氮含量反演偏最小二乘模型設(shè)計[J]. 王奕涵,石鐵柱,劉會增,王俊杰,鄔國鋒. 遙感信息. 2015(06)
[4]基于開花期衛(wèi)星影像的春性中、弱筋小麥籽粒蛋白質(zhì)含量遙感預(yù)測[J]. 丁錦峰,朱新開,王君嬋,張旭東,譚昌偉,李春燕,郭文善. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)). 2015(06)
[5]基于GF-1衛(wèi)星遙感的冬小麥面積早期識別[J]. 王利民,劉佳,楊福剛,富長虹,滕飛,高建孟. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2015(11)
[6]基于GeoEye-1高分遙感影像的冬小麥氮肥推薦應(yīng)用[J]. 張秋陽,楊貴軍,徐新剛,李振海,張長利,王樹文. 麥類作物學(xué)報. 2014(12)
[7]基于決策樹分類的橡膠林地遙感識別[J]. 劉曉娜,封志明,姜魯光. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2013(24)
[8]植被氮素濃度高光譜遙感反演研究進展[J]. 王莉雯,衛(wèi)亞星. 光譜學(xué)與光譜分析. 2013(10)
[9]結(jié)合HJ1A/B衛(wèi)星數(shù)據(jù)和生態(tài)因子的籽粒品質(zhì)監(jiān)測[J]. 王大成,張東彥,李宇飛,秦其明,王紀(jì)華,范聞捷,陳詩琳. 紅外與激光工程. 2013(03)
[10]金衢地區(qū)雙季稻周年高產(chǎn)品種搭配與種植方式研究[J]. 閆川,紀(jì)國成,阮關(guān)海,洪曉富,黃益峰,陳珊宇,王岳鈞. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2012(24)
博士論文
[1]蘋果樹花期葉/冠N、P營養(yǎng)狀況的衛(wèi)星遙感反演研究[D]. 王凌.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[2]基于可見光/近紅外光譜的稻米質(zhì)量快速無損檢測研究[D]. 石禮娟.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[3]利用地—空高光譜遙感監(jiān)測小麥氮素狀況與生長特征[D]. 鞠昌華.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
[4]不同遙感水平水稻氮素信息提取研究[D]. 易秋香.浙江大學(xué) 2008
[5]基于冠層反射光譜的水稻氮素營養(yǎng)與籽粒品質(zhì)監(jiān)測[D]. 周冬琴.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
[6]水稻高光譜特征及其生物理化參數(shù)模擬與估測模型研究[D]. 唐延林.浙江大學(xué) 2004
碩士論文
[1]面向?qū)ο蟮母叻忠惶栍跋裥畔⑻崛〖夹g(shù)研究[D]. 曾小箕.新疆大學(xué) 2014
[2]基于3S技術(shù)的中梁山植被演替識別與演替規(guī)律研究[D]. 鄒揚慶.西南大學(xué) 2014
[3]高光譜遙感在森林樹種識別中的應(yīng)用[D]. 王志輝.浙江農(nóng)林大學(xué) 2011
[4]基于色度學(xué)的稻米直鏈淀粉檢測方法試驗研究[D]. 周小豐.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
本文編號:3403487
【文章來源】:杭州師范大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
研究區(qū)位置圖
圖 2.2 野外采集水稻照片2.2.2 室內(nèi)高光譜數(shù)據(jù)的獲取使用美國 ASD 公司制造的便攜式光譜儀 FieldSpec 3-Hi-Res,光譜儀探頭場角為 25°,其光譜范圍為 350-2500nm:在 350-1050nm 采樣間隔為 1.377nm在 1000-2500nm 的采樣間隔為 2nm,重采樣到 1nm,輸出 2150 個波段;350-1000nm 的光譜分辨率為 3nm,在 1000-1900nm 的光譜分辨率為 8.5nm,1700-2500nm 為 6.5nm。在密閉暗室進行實驗,暗室內(nèi)全部用消光布遮住,光儀預(yù)熱半小時以上,光源預(yù)熱 15 分鐘以上,每次觀測都要進行優(yōu)化與白板校正每個水稻樣品采集 10 條光譜曲線,光譜采集條件見表 2。其中,ɑ 指光源和水方向的夾角,D1 指光源到觀測對象的距離,D2 指探頭到觀測對象的距離,其離決定視場范圍的大小,通過改變 D2 的大小使視場范圍內(nèi)布滿觀測對象。稻的視場直徑在 4.84cm 左右,稻谷和米粒的視場直徑在 3.52cm 左右,米粉的視直徑在 5.28cm 左右。小黑盒是由底部和周邊用消光布包裹的培養(yǎng)皿制作而成
圖 2.3 最優(yōu)超平面示意圖回歸問題,可以通過非線性函數(shù) Φ(x)將訓(xùn)練集歸函數(shù)。f ( x,w) w (x) b權(quán)重,b 為閾值。假設(shè)所有訓(xùn)練數(shù)據(jù)都可以在精,優(yōu)化函數(shù)為: niiiiiwwC12()21( , , ) 松弛因子且都大于 0,常數(shù) C>0 控制對超出誤差化函數(shù)后得(3)的解:fxaaKxxbiiinii () ()(,)1=1,2…n)為拉格朗日乘子,它們對應(yīng)的樣本就是支
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于HJ-1A衛(wèi)星數(shù)據(jù)的高寒草地氮素評估-以青海省貴南縣及瑪沁縣高寒草地為例[J]. 高金龍,孟寶平,楊淑霞,馮琦勝,崔霞,梁天剛. 草業(yè)學(xué)報. 2016(10)
[2]基于高光譜的甜菜冠層氮素遙感估算研究[J]. 李哲,田海清,王輝,徐琳,李斐,史樹德. 農(nóng)機化研究. 2016(06)
[3]水稻葉片氮含量反演偏最小二乘模型設(shè)計[J]. 王奕涵,石鐵柱,劉會增,王俊杰,鄔國鋒. 遙感信息. 2015(06)
[4]基于開花期衛(wèi)星影像的春性中、弱筋小麥籽粒蛋白質(zhì)含量遙感預(yù)測[J]. 丁錦峰,朱新開,王君嬋,張旭東,譚昌偉,李春燕,郭文善. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)). 2015(06)
[5]基于GF-1衛(wèi)星遙感的冬小麥面積早期識別[J]. 王利民,劉佳,楊福剛,富長虹,滕飛,高建孟. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2015(11)
[6]基于GeoEye-1高分遙感影像的冬小麥氮肥推薦應(yīng)用[J]. 張秋陽,楊貴軍,徐新剛,李振海,張長利,王樹文. 麥類作物學(xué)報. 2014(12)
[7]基于決策樹分類的橡膠林地遙感識別[J]. 劉曉娜,封志明,姜魯光. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2013(24)
[8]植被氮素濃度高光譜遙感反演研究進展[J]. 王莉雯,衛(wèi)亞星. 光譜學(xué)與光譜分析. 2013(10)
[9]結(jié)合HJ1A/B衛(wèi)星數(shù)據(jù)和生態(tài)因子的籽粒品質(zhì)監(jiān)測[J]. 王大成,張東彥,李宇飛,秦其明,王紀(jì)華,范聞捷,陳詩琳. 紅外與激光工程. 2013(03)
[10]金衢地區(qū)雙季稻周年高產(chǎn)品種搭配與種植方式研究[J]. 閆川,紀(jì)國成,阮關(guān)海,洪曉富,黃益峰,陳珊宇,王岳鈞. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2012(24)
博士論文
[1]蘋果樹花期葉/冠N、P營養(yǎng)狀況的衛(wèi)星遙感反演研究[D]. 王凌.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[2]基于可見光/近紅外光譜的稻米質(zhì)量快速無損檢測研究[D]. 石禮娟.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[3]利用地—空高光譜遙感監(jiān)測小麥氮素狀況與生長特征[D]. 鞠昌華.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
[4]不同遙感水平水稻氮素信息提取研究[D]. 易秋香.浙江大學(xué) 2008
[5]基于冠層反射光譜的水稻氮素營養(yǎng)與籽粒品質(zhì)監(jiān)測[D]. 周冬琴.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
[6]水稻高光譜特征及其生物理化參數(shù)模擬與估測模型研究[D]. 唐延林.浙江大學(xué) 2004
碩士論文
[1]面向?qū)ο蟮母叻忠惶栍跋裥畔⑻崛〖夹g(shù)研究[D]. 曾小箕.新疆大學(xué) 2014
[2]基于3S技術(shù)的中梁山植被演替識別與演替規(guī)律研究[D]. 鄒揚慶.西南大學(xué) 2014
[3]高光譜遙感在森林樹種識別中的應(yīng)用[D]. 王志輝.浙江農(nóng)林大學(xué) 2011
[4]基于色度學(xué)的稻米直鏈淀粉檢測方法試驗研究[D]. 周小豐.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
本文編號:3403487
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