高光譜相機是一種利用光譜技術對目標進行連續(xù)、多光譜成像的設備。與普通相機相比，高光譜相機具有更高的光譜分辨率和多維度信息獲取能力，能夠更好地識別和區(qū)分不同物質(zhì)。在農(nóng)業(yè)領域，高光譜相機被廣泛應用于作物生長狀況監(jiān)測、病蟲害預警等方面，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供有力支持。

技術原理

高光譜相機通過將目標物體反射的光線以不同的波長進行成像，從而獲得連續(xù)的光譜信息。在拍攝過程中，高光譜相機采用多個窄帶濾波器，以獲取目標在不同波長下的反射率曲線。通過對這些曲線進行分析，可以確定目標物體的類型、生長狀況等特征。此外，高光譜圖像識別技術還涉及到一系列復雜的算法和技術，如特征提取、模式識別等。

產(chǎn)品優(yōu)勢

高光譜相機在稻米品種檢測方面具有以下優(yōu)勢：

高速檢測：高光譜相機能夠快速獲取目標的多維度信息，并利用先進的技術實現(xiàn)快速檢測，大大縮短了檢測時間。

準確性高：由于高光譜相機可以獲取連續(xù)的光譜信息，因此能夠更準確地識別和區(qū)分不同的稻米品種，有效避免了誤判和漏判。

應用廣泛：高光譜相機不僅適用于稻米品種檢測，還可應用于其他農(nóng)作物品種的鑒定和分類，具有廣泛的應用前景。

稻米的高光譜圖像

運用高光譜圖像法獲得3種稻米可見光波段(400~720nm)的特征光譜圖像，通過提取圖像的特征參數(shù)，實現(xiàn)對稻米品種分類鑒別，為稻米的快速分類鑒別提供了一種新方法。

樣品(400~720nm)光譜圖

相對反射率的計算

校正后的高光譜圖像相對反射率(R)的計算公式如下：

用ENVI軟件提取不同波段的高光譜圖像DN值(DN值為遙感影像像元亮度值)，對于每個高光譜圖像按2×5(即2行5列)的順序取10粒稻米中心的DN值，以10次的截尾平均數(shù)(去掉一個最高值和最低值求取平均數(shù))作為每個高光譜圖像的DN值，代入式(1)中得到樣本各個部分不同波段高光譜圖像的相對反射率(R)，求其平均值，表示此波段下樣本的相對反射率(R)。繪制3次重復實驗的400~720nm的相對反射率(R)曲線，如下圖所示。

相對反射率曲線

結(jié)合3次實驗的圖像可以看出，通過在不同波段下探測反映出不同的反射率，3種樣品曲線總體趨勢相同，但不同品種之間的相對反射率有所差異，本實驗中3種樣品的相對反射率從圖中明顯可以看出樣品3>樣品2>樣品1，3種樣品均會在480~550nm產(chǎn)生一個較為明顯的特征峰，且在這個波段內(nèi)，樣品的相對反射率差異最為明顯。

結(jié)論

對不同波段的高光譜圖像進行分析，分別得到了3條互有差異的相對反射率曲線，基于相對反射率曲線，在可見光波段實現(xiàn)了水稻品種的區(qū)分。反射率大小的差異可能與不同來源和生長條件(溫度、降雨量和光照時間)的水稻的水分和蛋白質(zhì)含量及其他成分的不同有關。

利用高光譜相機圖像快速鑒別東北稻米品種是一種非常有效的技術手段。通過這種技術手段，我們可以更好地管理作物、提高作物的產(chǎn)量與品質(zhì)，同時也可以為農(nóng)業(yè)科研人員提供更好的研究工具。