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基于高光谱成像技术的番茄叶片灰霉病早期检测研究
  • ISSN号:1000-0593
  • 期刊名称:《光谱学与光谱分析》
  • 时间:0
  • 分类:S379[农业科学—农产品加工;农业科学—农艺学] TS207.3[轻工技术与工程—食品科学;轻工技术与工程—食品科学与工程]
  • 作者机构:[1]西北农林科技大学机械与电子工程学院,陕西杨凌712100, [2]西北农林科技大学植物保护学院,陕西杨凌712100, [3]浙江大学生物系统工程与食品科学学院,浙江杭州310058
  • 相关基金:国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2011AA100705); 国家自然科学基金项目(31071332); 西北农林科技大学青年学术骨干项目(Z111020903)资助
中文摘要:

鉴于晚疫病可对马铃薯造成毁灭性灾害,对受晚疫病胁迫的马铃薯叶片进行了高光谱图像特征研究。旨在探索马铃薯叶片的高光谱图象特征与晚疫病害程度的关联,以实现准确、快速、无损的晚疫病诊断。采用60片马铃薯叶片,对其中48片采用离体方式接种晚疫病菌,所剩12片作为对照,染病前后连续观测7天,得到染病和健康样本。健康和染病样本按照染病时间和染病程度不同采用374~1 018nm波段范围的可成像高光谱仪分别采样,基于ENVI软件处理平台提取图像中感兴趣区的光谱信息,并采用移动平均平滑、导数处理、光谱变换、基线变换等预处理方法提高信噪比,建立了最小二乘支持向量机(LS-SVM)的识别模型。9个模型中,基于原始光谱(不预处理)和光谱变换预处理后的数据所建立的模型预测效果最好,识别率均达到了94.87%。表明基于高光谱成像技术可以实现晚疫病胁迫下马铃薯病害程度的有效区分。

英文摘要:

Hyperspectral imaging feature on potato leaves stressed by late blight was studied in the present paper.The experiment used 60 potato leaves.Among those 60 potato leaves,48 leaves were vitro inoculated with pathogen of potato late blight,the rest 12 leaves were used as control samples.The leaves were observed for 7continuous days before and after inoculated and samples including healthy and infested were acquired.Hyperspectral data of healthy and infected potato samples of different disease severity were obtained by the hyperspectral imaging system from 374 to 1 018 nm and then extract spectral data of region of interest(ROI)from those hyperspectral data by the ENVI software.In order to improve the signal-to-noise ratio,the spectral data were preprocessed using different pretreatment methods such as moving average smoothing,normalization,derivative,baseline etc.The least squares-support vector machine(LS-SVM)models were developed based on the raw and those preprocessed data.Among the nine models,the model that used the raw data and the data after the spectroscopic transformation performed best with the discrimination of 94.87%.It was demonstrated that it is realized to determine the potato late blight disease of different disease severity using hyperspectral imaging technique.

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期刊信息
  • 《光谱学与光谱分析》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国光学学会
  • 主编:高松
  • 地址:北京海淀区魏公村学院南路76号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:chngpxygpfx@vip.sina.com
  • 电话:010-62181070
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0593
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2200/O4
  • 邮发代号:82-68
  • 获奖情况:
  • 1992年北京出版局编辑质量奖,1996年中国科协优秀科技期刊奖,1997-2000获中国科协择优支持基础性高科技学术期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国生物医学检索系统,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40642