基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的水稻氮素營(yíng)養(yǎng)診斷研究.pdf

1、本文選擇田間水稻為研究對(duì)象，利用旋翼無(wú)人機(jī)獲取不同氮素水平下的水稻冠層圖像，同時(shí)在室內(nèi)獲取水稻樣品葉片掃描圖像，通過(guò)數(shù)字圖像處理技術(shù)建立水稻氮素水平診斷指標(biāo)，得到水稻氮素營(yíng)養(yǎng)診斷的初步研究結(jié)果。具體如下： (1)本研究采用日本新一代旋翼式無(wú)人航空攝影平臺(tái)HeraklesⅡ，自帶高穩(wěn)定性減震拍攝系統(tǒng)。選取日本Canon公司的EOS 30D型數(shù)碼單反(單鏡頭反光)相機(jī)作為傳感器。從攝影系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)看，本次實(shí)驗(yàn)的影像質(zhì)量較高，田塊邊

2、界比較清晰，每組影像的亮度、景深等都有所差異。這樣在后期的影像信息提取工作中有更多樣化的數(shù)據(jù)可供選擇； (2)選用掃描儀作為傳感器獲取水稻葉片的數(shù)字圖像，通過(guò)水稻氮素和葉綠素含量、SPAD值之間的相關(guān)性分析，得到有效的顏色特征參量B、b、b/(r+g)、b/r、b/g。同時(shí)比較不同葉位、不同位點(diǎn)的變異系數(shù)，選擇較為穩(wěn)定的第三完全展開(kāi)葉(L2)作為指示葉或參照葉；最后建立不同氮素水平的識(shí)別模型，得到四個(gè)氮素水平的正確識(shí)別率為：N0

3、：74.9％；N1：52％；N2：84.7％；N3：75％； (3)通過(guò)對(duì)旋翼無(wú)人機(jī)獲取的水稻圖像進(jìn)行色彩分析，結(jié)果表明，無(wú)人機(jī)拍攝冠層圖像的顏色特征參量G值與水稻葉片的SPAD、葉綠素和氮含量均有很好的相關(guān)關(guān)系。通過(guò)高光譜遙感數(shù)據(jù)的相關(guān)分析，從機(jī)理上說(shuō)明基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的水稻氮素營(yíng)養(yǎng)診斷是可行的。引入深綠色指數(shù)DGCI，研究認(rèn)為顏色特征參量G值和DGCI可以用來(lái)表征水稻拔節(jié)期氮素營(yíng)養(yǎng)狀況。同時(shí)建立不同氮素水平的水稻冠層數(shù)字