Résumé: Cet article explore profondément la large application de la technologie d'imagerie hyperspectrale dans le domaine de l'agriculture. Il explique son rôle important dans la surveillance des cultures, l'analyse des sols et les tests de qualité des produits agricoles, analyse les avantages et les défis de cette technologie et attend avec impatience ses futures perspectives de développement.
I. Introduction
L'agriculture, en tant qu'industrie fondamentale de l'économie nationale, est cruciale pour assurer la sécurité alimentaire et promouvoir le développement économique. Avec l'avancement continu de la science et de la technologie, la technologie d'imagerie hyperspectrale a apporté de nouvelles opportunités de développement dans le domaine agricole avec ses avantages uniques. Les images hyperspectrales peuvent fournir des informations spectrales riches et des informations spatiales, fournissant un fort support technique pour la réalisation de l'agriculture de précision.
Ii Aperçu de la technologie d'imagerie hyperspectrale
(I) principe
Les images hyperspectrales sont composées d'une série d'images continues à bande étroite. En mesurant la réflexion, le rayonnement et d'autres caractéristiques de l'objet cible à différentes longueurs d'onde, la courbe caractéristique spectrale de la cible est obtenue. Ces courbes caractéristiques spectrales reflètent les caractéristiques physiques, chimiques et autres de la cible et peuvent être utilisées pour l'identification et la classification de la cible.
(Ii) Caractéristiques
Résolution spectrale élevée: il peut distinguer de minuscules différences spectrales et faire de fines distinctions entre les cultures et les composantes du sol dans différents états de croissance.
Informations multi-bandes: elle contient un grand nombre de bandes et peut obtenir pleinement les informations spectrales de la cible.
La combinaison d'informations spatiales avec des informations spectrales: non seulement l'emplacement de la cible peut être déterminé, mais aussi ses caractéristiques intrinsèques peuvent être profondément comprises.
Mesure sans contact: la surveillance peut être effectuée sans affecter la croissance des cultures.
Iii. Application d'images hyperspectrales dans l'agriculture
(I) Surveillance des cultures
Surveillance de l'état de croissance: En analysant les caractéristiques spectrales des cultures, la croissance des cultures peut être surveillée en temps réel, comme l'indice de la zone foliaire, la biomasse, etc. Par exemple, à différents stades de croissance, la courbe spectrale des cultures changera et ces changements Peut être utilisé pour juger de l'état de santé et des progrès de la croissance des cultures.
Détection des ravageurs et des maladies: les ravageurs et les maladies peuvent provoquer des changements dans les caractéristiques spectrales des cultures. La technologie d'imagerie hyperspectrale peut détecter rapidement et avec précision la zone d'occurrence et la gravité des ravageurs et des maladies. Prenez des mesures préventives à temps pour réduire les pertes.
Surveillance du stress hydrique: la pénurie d'eau affectera l'état physiologique des cultures, modifiant ainsi leurs caractéristiques spectrales. Des images hyperspectrales peuvent être utilisées pour surveiller l'état de l'humidité des cultures et fournir une base d'irrigation raisonnable.
(Ii) Analyse du sol
Détection des composants: La teneur en matière organique, azote, phosphore, potassium et autres nutriments dans le sol peut être analysée pour fournir un support de données pour l'évaluation de la fertilité du sol et la fertilisation de précision.
Analyse de la texture: Les caractéristiques spectrales peuvent être utilisées pour déterminer le type de texture du sol, comme le sol sableux, le limon, l'argile, etc., fournissant une référence à l'amélioration du sol dans la production agricole.
Détection de la pollution: Il peut détecter des polluants tels que les métaux lourds et les résidus de pesticides dans le sol, fournissant des moyens techniques pour la protection de l'environnement du sol.
(Iii) Détection de qualité des produits agricoles
Jugement de la maturité: Les produits agricoles de maturité différents ont des caractéristiques spectrales différentes. La technologie d'imagerie hyperspectrale peut juger avec précision la maturité des produits agricoles et fournir une base pour la cueillette en temps opportun.
Classement de qualité: La qualité des produits agricoles peut être notée, comme la douceur, l'acidité, la dureté et d'autres indicateurs de fruits, pour augmenter la valeur ajoutée des produits agricoles.
Identification de l'authenticité: pour certains produits agricoles précieux, tels que les matériaux médicinaux chinois, la technologie d'imagerie hyperspectrale peut être utilisée pour l'identification de l'authenticité afin de protéger les droits et les intérêts des consommateurs.
Iv. Avantages et défis de l'application de la technologie d'imagerie hyperspectrale dans le domaine agricole
(I) Avantages
Haute précision: il peut fournir des informations riches et réaliser une surveillance et une analyse précises des objectifs agricoles.
Haute efficacité: il peut rapidement obtenir des informations agricoles sur une grande zone et améliorer l'efficacité de la gestion de la production agricole.
Test non destructif: méthode de mesure sans contact, qui ne causera pas de dommages aux cultures et au sol.
(Ii) les défis
Traitement des données complexes: les images hyperspectrales ont une grande quantité de données et sont difficiles à traiter, nécessitant des logiciels et des algorithmes professionnels.
Coût élevé: L'équipement d'imagerie hyperspectrale est coûteux, ce qui limite sa large application dans le champ agricole.
Problèmes d'adaptabilité environnementale: Dans différentes conditions environnementales telles que l'éclairage et le climat, la qualité des images hyperspectrales peut être affectée.
V. Perspectives de développement futures
Progrès technologique continu: avec le développement continu de la technologie des capteurs, les algorithmes de traitement des données, etc., la technologie d'imagerie hyperspectrale deviendra plus mature et parfaite, et ses performances continueront de s'améliorer.
Réduction des coûts: Avec la popularisation de la technologie et l'intensification de la concurrence sur le marché, le prix de l'équipement d'imagerie hyperspectral devrait diminuer progressivement, ce qui le rend plus largement utilisé dans le domaine agricole.
Intégration multi-technologie: combinez la technologie d'imagerie hyperspectrale avec d'autres technologies avancées, telles que la technologie des drones et la technologie de l'Internet des objets, pour atteindre une gestion de production agricole plus intelligente.
Expansion des champs d'application: En plus des champs d'application actuels, la technologie d'imagerie hyperspectrale jouera également un rôle important dans l'assurance agricole, l'évaluation des ressources agricoles et d'autres domaines.
Vi. Conclusion
La technologie d'imagerie hyperspectrale a de larges perspectives d'application dans le domaine agricole. Il fournit des moyens précis et efficaces pour la surveillance des cultures, l'analyse des sols et les tests de qualité des produits agricoles. Bien qu'il y ait encore certains défis, avec l'avancement continu de la technologie et la réduction des coûts, la technologie d'imagerie hyperspectrale jouera un rôle de plus en plus important dans le domaine agricole et apportera une plus grande contribution à la promotion de la modernisation agricole.
