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探索高光谱成像在精准农业中的潜力及其应用

发布时间:2023-06-08
浏览次数:289

利用高光谱遥感在精准农业中的潜力,通过详细和全面的作物监测、疾病检测、养分管理和产量预测,为优化农业实践带来了巨大希望。

利用高光谱遥感在精准农业中的潜力,通过详细和全面的作物监测、疾病检测、养分管理和产量预测,为优化农业实践带来了巨大希望。


高光谱成像是现有遥感数据中信息最丰富的来源之一。 (图片由 Pexels 提供)

高光谱成像是现有遥感数据中信息最丰富的来源之一


无人机、卫星和传感器在农业领域的应用对全球农业实践产生了变革性影响。这种技术进步使农民能够实时和长期地了解作物的状况和进展。由于其能够解决农业中的生物复杂性和多种变量,包括生长条件、土壤类型、天气波动和作物品种,高光谱成像在矿物学、医学成像、食品质量分析和特别是在农业部门。


什么是高光谱成像?


在可用的各种遥感数据来源中,高光谱成像作为信息最丰富的来源之一脱颖而出。与仅捕获可见的红、绿和蓝波段的传统成像不同,高光谱成像包含完整的电磁波谱,提供对颜色和光的全面理解。高光谱成像最初是为军事和太空应用而开发的,已经发现了广泛的商业用途,包括在农业中。


然而,高光谱数据的丰富性是有代价的。跨越众多窄带的连续数据收集导致大量复杂的数据集,在存储、昂贵的硬件、操作复杂性以及数据处理和分析的复杂性方面提出了挑战。

高光谱数据比多光谱数据大且复杂,在数据处理和解释方面存在相当大的障碍。它们是在具有连续光谱覆盖的大量窄带上采集的。


遥感及其在印度农业中的作用


在未来的二十年中,高光谱成像已成为一种非常有前途的技术,用于评估农业和园艺产品的质量和安全性。它结合了遥感、机器视觉和点光谱学的元素,提供用于检测缺陷和污染物的高级图像分割。

高光谱成像在精准农业中的各种重要应用,探索其当前和历史发展,并解决重要问题以促进符合全球可持续发展目标的最终用户解决方案,为该领域的用户提供了帮助。


高光谱成像在农业中的潜在应用


精准营养和施肥:利用高光谱成像监测和优化作物营养,包括必需的常量和微量元素,如磷 (P)、钾 (K)、镁 (Mg)、锰 (Mn)、铜 (Cu) 和锌 (锌)。

疾病和压力的早期检测:利用高光谱成像在早期阶段识别和检测疾病和压力因素,例如柑橘绿化,从而及时干预疾病管理。

植物育种生物物理指标:利用高光谱成像测量叶面积指数 (LAI)、生物量、产量和密度等生物物理指标,促进高通量表型分析以支持植物育种实验并提高育种效率。

物种和基因型鉴别:利用高光谱成像提供的光谱特征,准确鉴别植物物种、植被类型和作物内的不同基因型。

生化特性分析:利用高光谱成像分析花青素、类胡萝卜素和叶绿素含量等生化特性,深入了解作物的生理状况和健康状况。


高光谱遥感在农业中具有巨大的价值,因为它能够提供有关作物及其生长条件的详细而全面的信息。它可以精确监测作物营养,及早发现疾病和胁迫因素,并促进高效植物育种的高通量表型分析。此外,高光谱成像有助于物种和基因型鉴别,并提供对作物生化特性的宝贵见解,有助于加强农业管理实践和提高作物生产力。

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