高光譜成像技術(shù)在農(nóng)作物分類與識別中的應(yīng)用

現(xiàn)如今高光譜成像技術(shù)正在越來越多的用于各種研究領(lǐng)域，如生命科學(xué)、植物表型研究、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、法醫(yī)學(xué)、食品和飼料分析、礦物勘探，以及再生資源回收等等。在每一個應(yīng)用領(lǐng)域中，高光譜相機可被用于識別、測量和繪制物體的生物、化學(xué)和物理特性。

高光譜成像技術(shù)其基于非常多窄波段的影像數(shù)據(jù)技術(shù)，將成像技術(shù)與光譜技術(shù)相結(jié)合，探測目標(biāo)的二維幾何空間及一維光譜信息，獲取高光譜分辨率的連續(xù)、窄波段的圖像數(shù)據(jù)。

其是一種快速、準(zhǔn)確、可靠的測試方法，可以通過非侵入的無損方式分析和測試從小樣本到大區(qū)域的目標(biāo)，是一種優(yōu)秀的研究工具。

高光譜遙感相對于傳統(tǒng)低光譜分辨率遙感技術(shù)，具有地物分辨識別能力更高，成像通道增加，光譜空間分辨率更高以及由定性分析向定量或半定量轉(zhuǎn)化成為可能的優(yōu)勢。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是以信息技術(shù)為支撐，根據(jù)空間變異，定位、定時、定量地實施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作與管理的系統(tǒng)，是信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全面結(jié)合的一種新型農(nóng)業(yè)。

在農(nóng)作物分類與識別中，通過高光譜遙感可以對不同種、不同亞種作物光譜差異加以體現(xiàn)。通過提取這些差異，可以避免在同譜異物或同物異譜方面多光譜遙感分類的各種問題。目前，在高光譜作物分類中光譜角分類、決策樹分層分類等方法都比較常用。其中，光譜角分類法屬于光譜匹配技術(shù)的范疇，是對像元光譜和樣本光譜或混合像元中亞像元組分光譜相似性的估計，實現(xiàn)對不同像元點光譜曲線的區(qū)分。可以通過對光譜的計算，以及對光譜之間夾角的參考，體現(xiàn)出二者之間相似程度，夾角越小，證明其越具有相似性，可以應(yīng)用于農(nóng)作物分類識別當(dāng)中。

利用高光譜成像技術(shù)，針對10種不同的農(nóng)產(chǎn)品進行測試

利用無人機搭載高光譜相機，拍攝目標(biāo)田地，將三種蔬菜的特征光譜用顏色標(biāo)識，進行圖像處理，得到了田地農(nóng)作物分類遙感偽彩圖

在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用中，除以上農(nóng)作物分類識別，高光譜成像技術(shù)還可作用于作物生長評價、災(zāi)害檢測和農(nóng)業(yè)管理等各個方面，利用高光譜相機實時或接近實時的從田間獲取作物的光譜特征及其中間光譜差異，并準(zhǔn)確獲取一些如作物水分含量、光合強度、葉面積指數(shù)LAI（Leaf Area Index）等生態(tài)物理主要參數(shù)，進而預(yù)測和分析作物生長和產(chǎn)量。充分利用高光譜技術(shù)助力精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是現(xiàn)在農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要發(fā)展趨勢。