초록 : 이 논문은 농업 분야에서 초 분광 영상 기술의 광범위한 적용을 깊이 탐구합니다. 작물 모니터링, 토양 분석 및 농업 제품 품질 테스트에서 중요한 역할을 정교화 하고이 기술의 장점과 과제를 분석하며 미래의 개발 전망을 기대합니다.
I. 소개
국가 경제의 기본 산업 인 농업은 식량 안보를 보장하고 경제 발전을 촉진하는 데 중요합니다. 과학 기술의 지속적인 발전으로 Hyperspectral Imaging Technology는 독특한 장점으로 농업 분야에 새로운 개발 기회를 가져 왔습니다. Hyperspectral 이미지는 풍부한 스펙트럼 정보 및 공간 정보를 제공하여 정밀 농업 실현을위한 강력한 기술 지원을 제공 할 수 있습니다.
II. 초 분광 이미징 기술의 개요
(i) 원칙
Hyperspectral 이미지는 일련의 연속 좁은 대역 이미지로 구성됩니다. 상이한 파장에서 대상 물체의 반사, 방사선 및 기타 특성을 측정함으로써, 대상의 스펙트럼 특성 곡선이 얻어진다. 이러한 스펙트럼 특성 곡선은 대상의 물리적, 화학적 및 기타 특성을 반영하며 목표 식별 및 분류에 사용될 수 있습니다.
(ii) 특징
높은 스펙트럼 분해능 : 작은 스펙트럼 차이를 구별하고 다른 성장 상태에서 작물과 토양 성분을 잘 구분할 수 있습니다.
다중 대역 정보 : 많은 밴드가 포함되어 있으며 대상의 스펙트럼 정보를 완전히 얻을 수 있습니다.
공간 정보를 스펙트럼 정보와 결합 : 대상의 위치를 결정할 수있을뿐만 아니라 본질적인 특성을 깊이 이해할 수 있습니다.
비접촉 측정 : 작물 성장에 영향을 미치지 않으면 서 모니터링을 수행 할 수 있습니다.
III. 농업에서 초 분광 이미지의 적용
(i) 작물 모니터링
성장 상태 모니터링 : 작물의 스펙트럼 특성을 분석하여 잎 면적 지수, 바이오 매스 등과 같은 자르기 성장을 실시간으로 모니터링 할 수 있습니다. 예를 들어, 다른 성장 단계에서 작물의 스펙트럼 곡선이 변하고 이러한 변화는 변화합니다. 작물의 건강 상태와 성장 진행 상황을 판단하는 데 사용할 수 있습니다.
해충 및 질병 탐지 : 해충 및 질병은 작물의 스펙트럼 특성에 변화를 일으킬 수 있습니다. 초 분광 영상 기술은 해충 및 질병의 발생 영역과 심각성을 빠르고 정확하게 감지 할 수 있습니다. 손실을 줄이기 위해 예방 조치를 취하십시오.
물 스트레스 모니터링 : 물 부족은 작물의 생리적 상태에 영향을 미쳐 스펙트럼 특성을 바꿉니다. 초 분광 이미지를 사용하여 작물의 수분 상태를 모니터링하고 합리적인 관개의 기초를 제공 할 수 있습니다.
(ii) 토양 분석
성분 감지 : 토양의 유기물, 질소, 인, 칼륨 및 기타 영양소의 함량은 토양 비옥도 평가 및 정밀 수정에 대한 데이터 지원을 제공하기 위해 분석 할 수 있습니다.
텍스처 분석 : 스펙트럼 특성은 모래 토양, 양토, 점토 등과 같은 토양의 질감 유형을 결정하는 데 사용하여 농업 생산의 토양 개선을위한 기준을 제공 할 수 있습니다.
오염 감지 : 토양의 중금속 및 살충제 잔류 물과 같은 오염 물질을 감지하여 토양 환경 보호를위한 기술적 수단을 제공 할 수 있습니다.
(iii) 농업 제품 품질 탐지
성숙 판단 : 다른 성숙의 농산물은 스펙트럼 특성이 다릅니다. 초 분광 영상 기술은 농산물의 성숙도를 정확하게 판단하고 적시에 따기의 기초를 제공 할 수 있습니다.
품질 등급 : 농산물의 부가 가치를 높이기 위해 단맛, 산도, 경도 및 과일의 기타 지표와 같은 농산물의 품질이 등급화 될 수 있습니다.
진정성 식별 : 중국 의약 재료와 같은 일부 귀중한 농산물의 경우, 초 분광 영상 기술은 소비자의 권리와 이익을 보호하기 위해 진정성 식별에 사용될 수 있습니다.
IV. 농업 분야에서 초 분광 영상 기술 적용의 장점과 과제
(i) 장점
높은 정확도 : 풍부한 정보를 제공하고 농업 목표에 대한 정확한 모니터링 및 분석을 실현할 수 있습니다.
고효율 : 넓은 지역에서 농업 정보를 빠르게 얻고 농업 생산 관리의 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
비파괴 테스트 : 비접촉 측정 방법으로 작물과 토양에 손상을 일으키지 않습니다.
(ii) 도전
복잡한 데이터 처리 : Hyperspectral 이미지에는 많은 양의 데이터가 있으며 처리하기가 어렵 기 때문에 전문 소프트웨어 및 알고리즘이 필요합니다.
높은 비용 : 초 분광 영상 장비는 비싸기 때문에 농업 분야에서 넓은 적용을 제한합니다.
환경 적응성 문제 : 조명 및 기후와 같은 다양한 환경 조건에서 초 분광 이미지의 품질에 영향을 줄 수 있습니다.
V. 미래 개발 전망
지속적인 기술 진보 : 센서 기술, 데이터 처리 알고리즘 등의 지속적인 개발로 인해 초 분광 이미징 기술이 더욱 성숙하고 완벽 해지고 성능이 계속 향상 될 것입니다.
비용 절감 : 기술의 대중화와 시장 경쟁 강화로 인해 초 분광 영상 장비의 가격은 점차 감소하여 농업 분야에서 더 널리 사용될 것으로 예상됩니다.
다중 기술 통합 : 초등 분광 이미징 기술을 드론 기술 및 사물 인터넷 기술과 같은 다른 고급 기술과 결합하여보다 지능적인 농업 생산 관리를 달성합니다.
응용 분야 확장 : 현재 응용 분야 외에도 초 분광 영상 기술은 농업 보험, 농업 자원 평가 및 기타 분야에서 중요한 역할을 할 것입니다.
VI. 결론
Hyperspectral Imaging Technology는 농업 분야에서 광범위한 응용 전망을 가지고 있습니다. 작물 모니터링, 토양 분석 및 농업 제품 품질 테스트를위한 정확하고 효율적인 수단을 제공합니다. 기술의 지속적인 발전과 비용 절감으로 인해 여전히 몇 가지 어려움이 있지만, 초 분광 영상 기술은 농업 분야에서 점점 더 중요한 역할을하고 농업 현대화를 촉진하는 데 더 큰 기여를 할 것입니다.
