農(nóng)業(yè)行業(yè)
黃瓜于我國(guó)種植廣泛，其經(jīng)濟(jì)效益頗為可觀。在成熟前，黃瓜易受多種病害侵襲，從而引發(fā)各類(lèi)植物疾病，這對(duì)黃瓜的產(chǎn)量與品質(zhì)均會(huì)產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)甚至可能導(dǎo)致絕收。
一般而言，黃瓜病害可依據(jù)其表皮的顏色、形狀以及紋理進(jìn)行初步判斷。然而，一旦病害發(fā)展至肉眼可見(jiàn)的程度，往往已錯(cuò)過(guò)補(bǔ)救時(shí)機(jī)。因此，防護(hù)措施務(wù)必盡早且妥善實(shí)施。但肉眼觀察存在諸多困難，且不同人員的觀察結(jié)果可能存在較大差異，這對(duì)實(shí)際工作的開(kāi)展影響顯著。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)，人工看護(hù)已非必要，全自動(dòng)專(zhuān)業(yè)診斷系統(tǒng)可確保監(jiān)控的準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性。相較于機(jī)器，人眼對(duì)各種色光的接收存在較大限制，許多色光信息難以獲取，因此，采用高光譜相機(jī)分析黃瓜病害無(wú)疑是明智之舉。
眾所周知，常見(jiàn)的黃瓜病害通常會(huì)致使外部表皮發(fā)生變化，進(jìn)而引發(fā)病變。傳統(tǒng)的人工黃瓜病害診斷方式效率低下、速度遲緩且準(zhǔn)確性欠佳，常常延誤防治的最佳時(shí)機(jī)。人工防護(hù)的主觀性過(guò)強(qiáng)，依賴(lài)肉眼觀測(cè)判斷，誤差率頗高，尤其是當(dāng)病害在黃瓜表皮表現(xiàn)尚不明顯時(shí)，更易出現(xiàn)判斷失誤，從而錯(cuò)過(guò)黃瓜病害防治的黃金時(shí)期。現(xiàn)代新型信息技術(shù) —— 高光譜成像技術(shù)，通過(guò)采集黃瓜表皮的各類(lèi)色光信息，并與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)一步融合圖像處理技術(shù)，借助高光譜相機(jī)所捕捉的圖像，將黃瓜的內(nèi)部品質(zhì)與外部表皮特征相結(jié)合，展開(kāi)全面分析，并進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，有助于在第一時(shí)間對(duì)黃瓜病害作出精準(zhǔn)判斷。
為運(yùn)用高光譜技術(shù)對(duì)黃瓜病害進(jìn)行精準(zhǔn)分析，首先利用高光譜相機(jī)開(kāi)展小型測(cè)試，依據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)評(píng)定高光譜相機(jī)在黃瓜病害診斷中的應(yīng)用價(jià)值。鑒于光線強(qiáng)度、采集角度以及成像技術(shù)等因素對(duì)高光譜圖像采集技術(shù)影響較大，故在測(cè)試中將這三個(gè)因素設(shè)定為實(shí)驗(yàn)變量進(jìn)行試驗(yàn)。隨后，將實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)與參考數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，據(jù)此得出結(jié)論性結(jié)果。
實(shí)驗(yàn)設(shè)備（FigSpec FSIQ系列）：
病變?nèi)~片
RGB圖像
植株在遭受病原體干擾后，內(nèi)部組織與器官系統(tǒng)會(huì)發(fā)生改變，并最終在外部表皮有所體現(xiàn)。常見(jiàn)的病害表現(xiàn)如下：
1. 變色：因光合作用中的葉綠素形成受阻，致使植物局部或全部喪失正常綠色，最終由于葉綠素缺失而導(dǎo)致其他色素積累，呈現(xiàn)黃色、紫紅或紅色。
2. 斑點(diǎn)與壞死：內(nèi)部組織細(xì)胞遭到破壞，形成植物斑點(diǎn)，嚴(yán)重時(shí)根莖葉會(huì)徹底枯死。
3. 腐爛：長(zhǎng)時(shí)間受風(fēng)雨侵蝕，致使內(nèi)部組織細(xì)胞破壞與分解，從而誘發(fā)腐爛。水分較多時(shí)形成濕腐爛，水分較少時(shí)則形成干腐爛，幼小的根莖甚至?xí)苯铀劳觥３Ｒ?jiàn)的黃瓜病害包括黃瓜白粉病和黃瓜霜霉病，這兩種病害在我國(guó)黃瓜種植中極為常見(jiàn)且難以解決，還具有易流行的特點(diǎn)。一旦出現(xiàn)少量病害，需及時(shí)防治，否則極易引發(fā)大面積發(fā)病，給菜農(nóng)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。
高光譜成像技術(shù)能夠精準(zhǔn)反映病害植株的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，依據(jù)圖像可判斷植株的病害程度，以便及時(shí)采取相應(yīng)補(bǔ)救措施進(jìn)行防護(hù)，從而提升黃瓜質(zhì)量。國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者在利用高光譜相機(jī)進(jìn)行植株病害診斷方面成果斐然。該技術(shù)應(yīng)用于黃瓜病害的診斷與防護(hù)，將為菜農(nóng)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。高光譜成像技術(shù)在農(nóng)作物病害診斷領(lǐng)域?qū)儆诳焖儆行У男滦涂萍甲魑锛夹g(shù)。不過(guò)，高光譜成像技術(shù)也存在一定問(wèn)題，例如容易受光強(qiáng)影響，導(dǎo)致對(duì)植株的高光譜成像分析出現(xiàn)錯(cuò)誤，呈現(xiàn)出無(wú)病害的假象。因此，高光譜成像技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的作用有限。所以，不應(yīng)局限于單一技術(shù)，而應(yīng)結(jié)合多種技術(shù)。唯有如此，才能探尋出更優(yōu)的病害去除方法。當(dāng)然，這是當(dāng)前研究中較為有效的方法之一，但其局限性較多，因此深入探究不可或缺，解決局限性將是后續(xù)研究的重點(diǎn)方向。
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