基于漫反射光谱的叶面药液浓度检测方法.pdf

第28卷第23期
农业工程学报
Vol28 No 23
1542012年12月
Iransactions ol the Chinese Socicty of Agricultural Fnginceriny
I)cc.2012
基于漫反射光谱的叶面药液浓度检測方法
殷磊,邱白晶,邓斌,蔡铖铖
(江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室,镇江212013)
摘要:应用漫反射反射光谱对叶面约液质量浓度进行了检测研究。选择350-~1900nm波段,以标准偏差归
化、点滑动平均滤波、一阶导数组合预处理,应用逐步回归分析、主成分、主成分+人工神经网络、偏最小二乘、
偏最小二乘+人工神经网络回归分析建立了5种数学模型。试验结果表明这5种算法的预测均方根误差分别为
0.067、0.061、0.059、0.039、0.056,偏最小二乘法建模效果优于其他模型。考虑到不同作物种类对叶面约液浓度
影响,进用八角金盘、油菜、青菜3种作物田片为对象,在偏最小二乘下建模,其预测集相关系数分别为0.994
0.974、0.929,测均分根误差分別为0.039、0.050、0.075。表明不同种类作物对叶面药液浓度检测影响较小,漫
反射光谱技术检测叶面药液浓度是可行的。
关键词:光谱,药液,检测,叶面,偏最小二乘,漫反射
doi:10.39691.issn.10026819.2012.23.021
中图分类号:S127
文献标志码
文章编号:1002-6819(2012)-23-0154-06
殷磊,邱白晶,邓斌,等.基于漫反射光谱的叶面药液浓度检测方法[].农业工程学报,2012,28(23):154
Yin Iei, Qiu Baijing, Deng in. Method for detecting pesticide concentration on leaf using diffuse reflectance
spectroscopy Transactions of the Chinese ociety of gricultural Hngineering(Transactions of the CSH), 2012,
28(23): 154-159. (in Chinese with English abstract)
优点。光谱技术在农业工程领域的应用受到重
视013。 Crowe等-研究了背景対子光谱反射的
中国是农业大国,病虫害防治是农业生产过程影响。发现在稀疏的过层,上壤背景对叶子的光谱
中重要一环り』。采川化学药物喷施仍是病虫害防治反射率有影响。在波段750~-1300mm之间,影响
最有效的方法。在农药喷施过程中,农约利用效率较显著。 Brown等利用葡绱叶反射光谱对葡绱园
不高,给周围环境带米了污染,也浪费了有限的进行管理,检测叶片的不同含氮量水平,实时补充
农约資源。人们常根据病虫害发生程度,増加唢施所缺营养元素。 Ramalingam等?利用多光谱图像传
农药量。试验研究表明,并川最大持留量米表征感器刈非接触检测叶子表明的湿度的可行性进行评
面保持药液的能力?。因此单纯的变喷雾量会受到作估。指出?面水层厚度大丁0.006cm时,多光谱图像
物上药液持留量的限制。约效与叶子表面校药浓度技术对高容量喷雾覆盖率的评估其有高灵敏度。然
大小直接相关,变浓度喷施正处在研究阶段?,而,对于叶面药液浓度的光谱检测方法的研究至今未
在此阶段,需要测量叶面药液浓度并与设定浓度对见报道。木文考虑到不同种类作物对叶面药液浓度预
比。因此,需要探索一种可以快速检测叶面药液浓测的影响,探寻叶面药液浓度与光谱反射率定量模
度的方法。
型,为叶面药液浓度的检测提供理论依据
光谱技术具有分析速度快、精度高、非破坏等
材料与方法
收稿日期:2012-06-08修订日期:2012-11-21
基金项日:江苏省高校白然科学研究重大项日(10KJA470007):教育
1.1仪器设备
部博士学科点基金资助项目(20093227110008);江苏省农机三项工程
光谱数据测量选川美国ASD( analytical spectral
项(NPo15、N2010-12):江苏高校优勢学科建设工程资助项 device)公司 Ficldspcc3使携式光谱分析仪。该光
苏财教(2011)8号)和江苏省农业装备与智能化高技术研究重点实
验室资助项日(BM2009703)。
谱仪测量范围为350~2500m;在350~1000nm
作者简介:殷磊(1984一),男(汉),安徽宿州人,研究方问:系统檢
范围,采样间隔为1.4mm,分辨率为3mm:在1000
测与控制及近红外光谱技术的研究。質江.江.苏大学农业工程研究
2500mm范围,采川间隔为2mm,分率为10mm。
212013sEmail:vinlcichch(0126.com
光源使用与光谱仪配套的石英卤素火灯。光谱仪探头
※通信作者:邱白晶(1961-),男(汉),湖南人,教授,博士生导师,
究方向:农业机械化工程和光谱技术研究。镇江.江苏大学衣业工程
视场角选川25℃视场角。实际试验中采样频率选
研究院,212013。上 Email: obj(qujs cdu.cn
10Hz。药品质量的称取使用高精度分析天平,精度