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《2018中国作物学会学术年会论文摘要集》2018年
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基于热红外与可见光图像的马铃薯水分胁迫监测

高阳  苗艳龙  李寒  张漫  
【摘要】:【研究背景】马铃薯是仅次于小麦,稻谷,玉米的世界第四大粮食作物,中国的马铃薯种植面积和产量均居世界第一。马铃薯种植多数采用喷灌的方式,该种方式对地下水消耗严重,且水分利用率低,灌溉不均匀。马铃薯生长对水分胁迫更为敏感,水分亏缺对于马铃薯的结薯数,大小以及品质有很大影响。滴灌模式下马铃薯作物水分胁迫状态的及时与准确监测是提升马铃薯产量和品质,有效避免水资源浪费的有效途径。作物冠层温度具有检测作物水分胁迫状态,辅助精细灌溉决策制定的应用潜力,红外技术的问世使得非物理接触,快速在线的作物冠层温度连续监测成为了可能。热红外成像具有较高的空间分辨率,可以实现作物干旱情况的大面积、快速、在线,连续监测。【材料与方法】本文使用自主集成开发的热红外-可见光双通道相机采集马铃薯的两种图像,利用热红外和可见光图像对马铃薯水分测定的可行性,探究热红外与可见光图像自动快速匹配的算法,完成图像融合,以方便地获取植株温度,同时使用TRIME-PICO 64 TDR便携式土壤水分测量仪对作物根部土壤水分含量进行测定,再利用干湿参考面计算马铃薯植株的CWSI(Crop Water Stress Index),计算CWSI与土壤水分含量的相关性,进而对马铃薯作物进行水分胁迫诊断研究。【结果与分析】通过热红外-可见光双通道相机采集到的热红外图像能够实时获取马铃薯作物冠层的温度,计算后得到的CWSI与土壤水分具有较好的相关性,证明此方法能够快速准确地判断作物缺水情况并由此制定灌溉决策。【结论】本研究以培育的马铃薯植株为基础,通过红外与可见光图像双路视频监测模块获取其红外与可见光图像,并结合所探究出的红外与可见光的配准得到作物冠层温度及干、湿参考面温度。并与基于温度计算出的CWSI做出相关性分析,为快速、无损地进行灌溉决策的制定奠定基础。同时在实验中对几种常见干参考面进行了数据分析,分析了其合理性。

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