Haniaethol: Mae'r papur hwn yn archwilio'n ddwfn y cymhwysiad eang o dechnoleg delweddu hyperspectrol ym maes amaethyddiaeth. Mae'n ymhelaethu ar ei rôl bwysig mewn monitro cnydau, dadansoddi pridd, a phrofi ansawdd cynnyrch amaethyddol, yn dadansoddi manteision a heriau'r dechnoleg hon, ac yn edrych ymlaen at ei ragolygon datblygu yn y dyfodol.
I. Cyflwyniad
Mae amaethyddiaeth, fel diwydiant sylfaenol yr economi genedlaethol, yn hanfodol i sicrhau diogelwch bwyd a hyrwyddo datblygiad economaidd. Gyda datblygiad parhaus gwyddoniaeth a thechnoleg, mae technoleg delweddu hyperspectrol wedi dod â chyfleoedd datblygu newydd i'r maes amaethyddol gyda'i fanteision unigryw. Gall delweddau hyperspectrol ddarparu gwybodaeth sbectrol gyfoethog a gwybodaeth ofodol, gan ddarparu cefnogaeth dechnegol gref ar gyfer gwireddu amaethyddiaeth fanwl.
II. Trosolwg o dechnoleg delweddu hyperspectrol
(I) Egwyddor
Mae delweddau hyperspectrol yn cynnwys cyfres o ddelweddau band cul parhaus. Trwy fesur adlewyrchiad, ymbelydredd a nodweddion eraill y gwrthrych targed ar wahanol donfeddi, ceir cromlin nodweddiadol sbectrol y targed. Mae'r cromliniau nodweddiadol sbectrol hyn yn adlewyrchu nodweddion corfforol, cemegol a nodweddion eraill y targed a gellir eu defnyddio ar gyfer adnabod a dosbarthu targed.
(Ii) Nodweddion
Datrysiad sbectrol uchel: Gall wahaniaethu gwahaniaethau sbectrol bach a gwneud gwahaniaethau mân rhwng cnydau a chydrannau pridd mewn gwahanol gyflyrau twf.
Gwybodaeth aml-fand: Mae'n cynnwys nifer fawr o fandiau a gall gael gwybodaeth sbectrol y targed yn llawn.
Cyfuno gwybodaeth ofodol â gwybodaeth sbectrol: Nid yn unig y gellir pennu lleoliad y targed, ond hefyd gellir deall ei nodweddion cynhenid yn ddwfn.
Mesur Di-gyswllt: Gellir monitro heb effeithio ar dwf cnydau.
Iii. Cymhwyso delweddau hyperspectrol mewn amaethyddiaeth
(I) Monitro cnydau
Monitro Statws Twf: Trwy ddadansoddi nodweddion sbectrol cnydau, gellir monitro tyfiant cnydau mewn amser real, megis mynegai ardal dail, biomas, ac ati. Er enghraifft, ar wahanol gamau twf, bydd cromlin sbectrol cnydau yn newid, a'r newidiadau hyn gellir ei ddefnyddio i farnu statws iechyd a chynnydd twf cnydau.
Canfod plâu a chlefydau: Gall plâu a chlefydau achosi newidiadau yn nodweddion sbectrol cnydau. Gall technoleg delweddu hyperspectrol ganfod ardal ddigwyddiadau a difrifoldeb plâu a chlefydau yn gyflym ac yn gywir. Cymerwch fesurau ataliol mewn pryd i leihau colledion.
Monitro Straen Dŵr: Bydd prinder dŵr yn effeithio ar gyflwr ffisiolegol cnydau, a thrwy hynny newid eu nodweddion sbectrol. Gellir defnyddio delweddau hyperspectrol i fonitro statws lleithder cnydau a darparu sylfaen ar gyfer dyfrhau rhesymol.
(Ii) Dadansoddiad Pridd
Canfod cydrannau: Gellir dadansoddi cynnwys deunydd organig, nitrogen, ffosfforws, potasiwm a maetholion eraill yn y pridd i ddarparu cefnogaeth ddata ar gyfer asesu ffrwythlondeb pridd a ffrwythloni manwl gywirdeb.
Dadansoddiad Gwead: Gellir defnyddio'r nodweddion sbectrol i bennu'r math gwead o bridd, megis pridd tywodlyd, lôm, clai, ac ati, gan ddarparu cyfeiriad ar gyfer gwella pridd mewn cynhyrchu amaethyddol.
Canfod Llygredd: Gall ganfod llygryddion fel metelau trwm a gweddillion plaladdwyr yn y pridd, gan ddarparu dulliau technegol ar gyfer diogelu'r amgylchedd pridd.
(Iii) Canfod Ansawdd Cynnyrch Amaethyddol
Dyfarniad Aeddfedrwydd: Mae gan gynhyrchion amaethyddol o wahanol aeddfedrwydd nodweddion sbectrol gwahanol. Gall technoleg delweddu hyperspectrol farnu aeddfedrwydd cynhyrchion amaethyddol yn gywir a darparu sylfaen ar gyfer pigo'n amserol.
Graddio Ansawdd: Gellir graddio ansawdd cynhyrchion amaethyddol, megis melyster, asidedd, caledwch a dangosyddion eraill o ffrwythau, i gynyddu gwerth ychwanegol cynhyrchion amaethyddol.
Adnabod Dilysrwydd: Ar gyfer rhai cynhyrchion amaethyddol gwerthfawr, megis deunyddiau meddyginiaethol Tsieineaidd, gellir defnyddio technoleg delweddu hyperspectrol ar gyfer adnabod dilysrwydd i amddiffyn hawliau a diddordebau defnyddwyr.
Iv. Manteision a heriau cymhwyso technoleg delweddu hyperspectrol yn y maes amaethyddol
(I) Manteision
Cywirdeb uchel: Gall ddarparu gwybodaeth gyfoethog a gwireddu monitro a dadansoddi nodau amaethyddol yn gywir.
Effeithlonrwydd uchel: Gall gael gwybodaeth amaethyddol yn gyflym dros ardal fawr a gwella effeithlonrwydd rheoli cynhyrchu amaethyddol.
Profi nondestructive: Dull mesur nad yw'n cyswllt, na fydd yn achosi niwed i gnydau a phridd.
(Ii) heriau
Prosesu Data Cymhleth: Mae gan ddelweddau hyperspectrol lawer iawn o ddata ac mae'n anodd eu prosesu, sy'n gofyn am feddalwedd ac algorithmau proffesiynol.
Cost uchel: Mae offer delweddu hyperspectrol yn ddrud, sy'n cyfyngu ar ei gymhwysiad eang yn y maes amaethyddol.
Materion Addasrwydd Amgylcheddol: O dan wahanol amodau amgylcheddol fel goleuadau a hinsawdd, gellir effeithio ar ansawdd delweddau hyperspectrol.
V. Rhagolygon Datblygu yn y Dyfodol
Cynnydd technolegol parhaus: Gyda datblygiad parhaus technoleg synhwyrydd, algorithmau prosesu data, ac ati, bydd technoleg delweddu hyperspectrol yn dod yn fwy aeddfed a pherffaith, a bydd ei berfformiad yn parhau i wella.
Lleihau costau: Gyda phoblogeiddio technoleg a dwysáu cystadleuaeth y farchnad, disgwylir i bris offer delweddu hyperspectrol ostwng yn raddol, gan ei wneud yn ehangach yn y maes amaethyddol.
Integreiddio aml-dechnoleg: Cyfuno technoleg delweddu hyperspectrol â thechnolegau datblygedig eraill, megis technoleg drôn a thechnoleg Rhyngrwyd Pethau, i sicrhau rheolaeth cynhyrchu amaethyddol fwy deallus.
Ehangu Maes Cais: Yn ychwanegol at y meysydd cais cyfredol, bydd technoleg delweddu hyperspectrol hefyd yn chwarae rhan bwysig mewn yswiriant amaethyddol, asesu adnoddau amaethyddol a meysydd eraill.
Vi. Nghasgliad
Mae gan dechnoleg delweddu hyperspectrol ragolygon cymwysiadau eang yn y maes amaethyddol. Mae'n darparu dulliau cywir ac effeithlon ar gyfer monitro cnydau, dadansoddi pridd a phrofi ansawdd cynnyrch amaethyddol. Er bod rhai heriau o hyd, gyda hyrwyddo technoleg yn barhaus a lleihau costau, bydd technoleg delweddu hyperspectrol yn chwarae rhan gynyddol bwysig yn y maes amaethyddol ac yn gwneud mwy o gyfraniadau at hyrwyddo moderneiddio amaethyddol.
