亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        圖像處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的發(fā)展及應(yīng)用研究

        2021-12-30 01:10:16馬德新
        關(guān)鍵詞:圖像處理作物種子

        王 佳,馬德新

        (青島農(nóng)業(yè)大學(xué),山東 青島 266109)

        當(dāng)前圖像處理技術(shù)的應(yīng)用得到各界學(xué)者的廣泛關(guān)注,它與其他學(xué)科間的交叉融合也發(fā)展得如火如荼,并朝著愈佳的模式解析、高效地運(yùn)轉(zhuǎn)速度以及優(yōu)質(zhì)的畫(huà)面分辨率呈現(xiàn)等目標(biāo)前進(jìn),以期實(shí)現(xiàn)圖像的智能化獲取、分析、識(shí)別及解讀。與此同時(shí),圖像處理技術(shù)的研究和應(yīng)用已經(jīng)擴(kuò)展到諸多方面,尤其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中,它的發(fā)展對(duì)于打造農(nóng)業(yè)信息化成果具有重要意義。

        1 相關(guān)理論概況

        1.1 圖像處理技術(shù)基本概念

        圖像是客觀對(duì)象的一種抽象闡述,其囊括了被描述對(duì)象的相關(guān)訊息,是我們用感官觀察世界存在的基石,也是我們接收、輸出和展現(xiàn)信息的必要方式。圖像處理是借助計(jì)算機(jī)為媒介對(duì)接收的數(shù)據(jù)訊息進(jìn)行再處理和解讀,以實(shí)現(xiàn)人的感官或現(xiàn)實(shí)訴求的行為。圖像處理技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)或其他數(shù)字設(shè)備對(duì)獲取的圖像進(jìn)行各式各樣的加工和處理,它主要應(yīng)用在物體探測(cè)和定位、測(cè)量識(shí)別和驗(yàn)證等方面。如若將圖像處理技術(shù)與農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)相互結(jié)合,應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的選種、播種、采摘、管理等環(huán)節(jié),能有效提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,節(jié)省人力資源。

        1.2 圖像處理技術(shù)發(fā)展歷程

        在1920年初,圖像處理技術(shù)開(kāi)始起步,那時(shí)圖像處理技術(shù)主要用以傳統(tǒng)紙質(zhì)通信領(lǐng)域的信息傳輸;在1960年前后,首臺(tái)能實(shí)現(xiàn)圖像處理程序的計(jì)算機(jī)現(xiàn)世,這代表著圖像處理技術(shù)進(jìn)入了新的發(fā)展階段;在1970年初期到1980年后期,圖像處理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,廣泛用于科學(xué)研究、工業(yè)監(jiān)測(cè)、遙感、航空航天、醫(yī)學(xué)圖像、天學(xué)文等多方面,并在其中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。從20世紀(jì)90年代到進(jìn)入21世紀(jì),借助欣欣向榮的計(jì)算機(jī)技術(shù)的東風(fēng)以及相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)的不斷改進(jìn),圖像處理技術(shù)已經(jīng)成功地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。

        2 圖像處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

        2.1 病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)

        隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的對(duì)作物的識(shí)別和診斷大多數(shù)情況是通過(guò)人工調(diào)查得到農(nóng)作物病蟲(chóng)害信息,然后依據(jù)決策者的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行主觀的判斷,這樣低效率的做法已經(jīng)滿足不了對(duì)作物病蟲(chóng)害信息快速、可靠、實(shí)時(shí)的獲取需求。目前在國(guó)內(nèi),光譜成像技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中,主要通過(guò)光譜分析技術(shù)、可見(jiàn)光成像技術(shù)、多光譜成像技術(shù)、高光譜成像技術(shù)等獲取農(nóng)作物病蟲(chóng)害情況。這幾種方法均利用圖像處理技術(shù)進(jìn)行識(shí)別,具有快速、可靠、無(wú)損傷性、信息量大等優(yōu)勢(shì),因此圖像處理對(duì)病蟲(chóng)農(nóng)害防治具有重大意義。

        2.2 生長(zhǎng)環(huán)境因子監(jiān)測(cè)

        作物的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量受水分、肥料影響很大,基于圖像處理技術(shù)的生長(zhǎng)環(huán)境因子監(jiān)測(cè)系統(tǒng),能對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與診斷,農(nóng)戶可以根據(jù)生長(zhǎng)環(huán)境因子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)給出的監(jiān)測(cè)與診斷結(jié)果,及時(shí)地補(bǔ)充水分和肥料。另外,通過(guò)采集清晰的圖像可以快速地對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的時(shí)令性變化進(jìn)行評(píng)價(jià)和估量,同時(shí)也能達(dá)到實(shí)時(shí)快捷、有效精確、智能無(wú)損地提供農(nóng)作物生長(zhǎng)信息及營(yíng)養(yǎng)成分狀態(tài)診斷的效果,還可以提高農(nóng)戶的農(nóng)藝水平(水肥管理、移栽、采摘以及病害防治等),從而提高農(nóng)作物產(chǎn)量與品質(zhì)。

        在作物生長(zhǎng)發(fā)育周期中,不同的作物都有對(duì)應(yīng)的噴藥時(shí)期,以玉米為例,一旦錯(cuò)過(guò)了合適的噴藥時(shí)期,不但不能有效清除雜草,而且還會(huì)給玉米幼苗造成傷害;另外,作物生長(zhǎng)后期雜草繁殖迅速,這增加了雜草識(shí)別與藥物除草的難度,不利于保證作物的產(chǎn)量與質(zhì)量。而基于圖像處理技術(shù)的生長(zhǎng)環(huán)境因子可以對(duì)不同雜草尤其是針對(duì)部分破壞性較大、耐藥性較強(qiáng)的惡性雜草,進(jìn)行圖像分類,針對(duì)不同的雜草實(shí)施靶向施藥,方便農(nóng)民對(duì)雜草進(jìn)行治理。

        2.3 農(nóng)業(yè)種植管理

        圖像處理技術(shù)在作物生產(chǎn)種植管理中開(kāi)始較晚,借助計(jì)算機(jī)技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)的東風(fēng),使得在農(nóng)業(yè)種植管理過(guò)程中農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)揮了不可替代的作用,尤其是在種子分揀、果實(shí)采摘、噴灑農(nóng)藥、幼苗移栽等方面有著廣泛的應(yīng)用。

        2.3.1 種子分揀機(jī)器人。①種子分揀機(jī)器人先進(jìn)行定位識(shí)別種子,主要利用圖像處理技術(shù)對(duì)種子在工作區(qū)域內(nèi)的位置進(jìn)行定位以及判斷物體是否為種子;②進(jìn)行缺陷檢測(cè),提取目標(biāo)種子的特征值,然后與存入數(shù)據(jù)庫(kù)的已知的優(yōu)質(zhì)的種子特征值進(jìn)行比對(duì);③在比對(duì)完成后,傳送種子坐標(biāo),將優(yōu)質(zhì)種子、劣質(zhì)種子坐標(biāo)分批傳送到機(jī)器人的管理控制中心,進(jìn)行分揀操作,達(dá)到優(yōu)劣種子分類的效果。

        2.3.2 采摘機(jī)器人。采摘機(jī)器人是圖像處理技術(shù)的典型應(yīng)用,以中國(guó)特色茶產(chǎn)業(yè)為例,圖像處理技術(shù)在茶隴道路識(shí)別與采摘機(jī)器人導(dǎo)航中的應(yīng)用,給中國(guó)茶產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了新機(jī)遇。利用圖像處理技術(shù)判定茶樹(shù)新苗并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位的采摘機(jī)器人,可以保證葉片的完整性和整齊度。茶場(chǎng)主使用采摘機(jī)器人作業(yè)替代人力,不僅可以減少人力雇傭的資金投入,而且能夠改善采茶質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率。當(dāng)然采摘機(jī)器人的識(shí)別的準(zhǔn)確率還需要再進(jìn)行改造升級(jí),解決受外在環(huán)境干擾影響準(zhǔn)確率的問(wèn)題。

        2.3.3 噴灑農(nóng)藥機(jī)器人。噴灑農(nóng)藥機(jī)器人可以分為地面機(jī)器人和空中機(jī)器人,地面噴藥機(jī)器人主要針對(duì)小范圍作物精細(xì)噴灑,通過(guò)攝像頭采集數(shù)據(jù),將采集到的農(nóng)作物圖像傳送圖像處理中心,通過(guò)計(jì)算機(jī)分析植物葉片的病變程度,遠(yuǎn)程自動(dòng)噴藥機(jī)器人向有病害的農(nóng)作物噴灑適量的農(nóng)藥;空中噴灑農(nóng)藥機(jī)器人主要代表為無(wú)人機(jī),它適用于大范圍作物的農(nóng)藥噴灑。

        2.3.4 移栽機(jī)器人。移栽幼苗的全自動(dòng)培育主要有自動(dòng)育苗、供苗、嫁接、嫁接苗自動(dòng)移栽以及溫室自動(dòng)管理等環(huán)節(jié),為了降低移栽幼苗培育整個(gè)過(guò)程的工作強(qiáng)度、提高移栽苗存活率以及生長(zhǎng)質(zhì)量,移栽幼苗的自動(dòng)培育是以后研究的重點(diǎn)課題。其中,移栽機(jī)器人的移栽過(guò)程就是先從嫁接機(jī)上摘取移栽幼苗,然后再到目標(biāo)穴盤上進(jìn)行定植幼苗。移栽的成功率主要由移栽穴孔定位的精準(zhǔn)程度、穩(wěn)定程度和完成執(zhí)行任務(wù)的機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)決定。圖像處理技術(shù)主要針對(duì)移栽過(guò)程中移載機(jī)器人對(duì)移栽的目標(biāo)穴孔位置的探測(cè)和定位。

        2.4 精細(xì)化養(yǎng)殖管理

        在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的精細(xì)化養(yǎng)殖中,圖像處理技術(shù)主要應(yīng)用在異常行為監(jiān)測(cè),如發(fā)情、爬跨、疾病預(yù)警、體型判斷、飼喂量預(yù)測(cè)等方面。通過(guò)對(duì)動(dòng)物特征的圖像分析和識(shí)別方法及其相關(guān)數(shù)據(jù)的收集,可以進(jìn)一步研發(fā)能自動(dòng)管理養(yǎng)殖的智能機(jī)器人?,F(xiàn)在隨著機(jī)器學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云技術(shù)的發(fā)展,在不久的將來(lái)結(jié)合這些技術(shù)和圖像處理技術(shù)會(huì)應(yīng)用于智能養(yǎng)殖的各個(gè)環(huán)節(jié),那時(shí)將會(huì)實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)人參與的全自動(dòng)化智能管理。

        3 圖像處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)信息化條件下的展望

        雖然圖像處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用前景廣闊,但也存在著一些限制性因素影響了圖像處理技術(shù)的發(fā)展。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中圖像處理技術(shù)起步較晚,且在整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系中的投入占比較小,無(wú)法得到深層的優(yōu)化推動(dòng),圖像處理技術(shù)與農(nóng)業(yè)的結(jié)合屬于專業(yè)性較強(qiáng)的工程,需要政府、科研人才、企業(yè)及使用者從基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)供給、產(chǎn)業(yè)需求等各方面共同努力,如若將圖像處理技術(shù)與農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)相互結(jié)合,可大范圍用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的選種、播種、采摘、管理各個(gè)環(huán)節(jié),提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,節(jié)省人力資源。

        3.1 拓寬多元化應(yīng)用范圍

        隨著農(nóng)業(yè)信息化程度的提高,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)都離不開(kāi)圖像處理技術(shù),從種子分揀、精準(zhǔn)播種、生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)、病蟲(chóng)害防治管理、采摘收割乃至存儲(chǔ),無(wú)論是大田作物還是大棚作物,無(wú)論是養(yǎng)殖還是種植,圖像處理技術(shù)的應(yīng)用將無(wú)處不在。

        3.2 推動(dòng)高水平智能管理

        圖像處理技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,它的使用方向多元化,研究程度深入化,農(nóng)業(yè)發(fā)展將會(huì)更加現(xiàn)代化,農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化程度更高,推動(dòng)高水平智能管理的進(jìn)程。

        3.3 降低設(shè)施和開(kāi)發(fā)成本

        隨著硬件的發(fā)展,一些精細(xì)器械成本降低,硬件開(kāi)發(fā)更快,大部分場(chǎng)所使用人工智能,開(kāi)發(fā)成本降低,無(wú)論是溫室種植還是大田種植,無(wú)論是科學(xué)研究還是農(nóng)民種植,都可以充分利用圖像處理技術(shù),這時(shí)精細(xì)化農(nóng)業(yè)的程度將會(huì)更進(jìn)一個(gè)層次。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        現(xiàn)階段,加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)信息化進(jìn)程是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展中一個(gè)極為重要的環(huán)節(jié),加之現(xiàn)階段我國(guó)處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的特殊時(shí)期,可以看出推動(dòng)中國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展任務(wù)的艱巨性,而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,圖像處理技術(shù)起著關(guān)鍵的作用。從科學(xué)研究、領(lǐng)域?qū)嵺`甚至大到對(duì)未知宇宙的探索,圖像處理技術(shù)應(yīng)用頗為廣泛,具有其他技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)越性,尤其是在農(nóng)業(yè)進(jìn)行信息化的過(guò)程中,圖像處理技術(shù)是不可或缺的一環(huán)。在圖像處理技術(shù)的探索之路,我們?nèi)沃氐肋h(yuǎn),也希望各界能夠深入挖掘圖像處理技術(shù)的適用空間,以期它能夠在未來(lái)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大放異彩。

        猜你喜歡
        圖像處理作物種子
        作物遭受霜凍該如何補(bǔ)救
        四種作物 北方種植有前景
        內(nèi)生微生物和其在作物管理中的潛在應(yīng)用
        桃種子
        機(jī)器學(xué)習(xí)在圖像處理中的應(yīng)用
        電子制作(2018年18期)2018-11-14 01:48:20
        幸運(yùn)的小種子
        幼兒園(2018年15期)2018-10-15 19:40:36
        模糊圖像處理,刑事偵查利器
        圖像處理技術(shù)的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用
        可憐的種子
        無(wú)人機(jī)遙感在作物監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用與展望
        日韩av无码成人无码免费| 亚洲综合极品美女av| av永久天堂一区二区三区| 亚洲成成品网站源码中国有限公司| 久久久久综合一本久道| 伊人五月亚洲综合在线| 天天摸天天做天天爽水多| 无码精品国产va在线观看| 蜜桃在线播放免费一区二区三区 | 午夜影视免费| 日躁夜躁狠狠躁2001| 免费观看一区二区| 视频一区中文字幕日韩| 成人无码一区二区三区| 狠狠色综合网站久久久久久久| 欧美激情中文字幕在线一区二区| 白白色日韩免费在线观看| 亚洲综合色无码| 国产在线无码一区二区三区| 91极品尤物在线观看播放 | www婷婷av久久久影片| 中文字幕人妻av一区二区| www.91久久| 成人免费av高清在线| 国产免费艾彩sm调教视频| 国产女人成人精品视频| 亚洲av有码精品天堂| 蜜桃精品人妻一区二区三区| 国产精品自在线拍国产| 婷婷色国产精品视频一区| 人日本中文字幕免费精品| 日日拍夜夜嗷嗷叫国产| 狠狠爱无码一区二区三区| av蜜桃视频在线观看| 亚洲男人天堂一区二区| 少妇人妻偷人精品视频| 日韩毛片久久91| 99久久国内精品成人免费| 99亚洲男女激情在线观看| 伊人久久大香线蕉在观看| av国产免费在线播放|