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育苗是移栽的关键环节,为了保障育苗质量和提供适栽壮苗,需要快速、准确地识别油菜健壮苗,以满足新一代油菜产业规模化、标准化的需求。本文以油菜为研究对象,以高光谱成像技术为技术手段,进行了温度胁迫实验和光密度胁迫实验,研究油菜健壮苗识别方法。
本文主要研究内容如下:
(1)提出了一种基于连续小波变换和逐步判别分析的小波特征提取算法。针对特征波长光温胁迫检测模型早期检测效果不佳的问题,对冠层光谱进行多尺度连续小波变换,通过单因素方差分析和SNK法对小波系数进行统计学分析,提取对胁迫敏感的小波系数,并采用逐步判别分析方法优选特征子集,建立了CWT-SDA-Fisher判别模型。温度胁迫检测平均准确率为88.59%±6.90%,光密度胁迫检测准确率为77.25%±6.94%。
(2)建立了多特征融合光温胁迫检测模型。为提升单类特征光温胁迫检测模型准确率,在SPA、CWT-SDA和PCF算法提取的特征波长、小波特征和波段特征中,筛选出554~714nm波段AUC和tan?、1213nm、1567nm、w(9,967)、w(13,1213)和w(7,1567)共7个特征,建立了多特征融合的温度胁迫Fisher判别模型,平均分类准确率为88.68%±7.86%,在三叶期达到最佳检测准确率为95.56%。筛选出939~978nm波段AUC和tan?、984nm、1408nm共4个特征,建立了多特征融合的光照胁迫Fisher判别模型,平均分类准确率为86.88%±5.84%。
(3)开发了油菜出苗后光谱与形态特征分析软件。软件包括预处理、特征提取、特征演化规律分析模块,用于提取移栽前油菜叶片光谱、形态特征和分析特征演化规律,为揭示胁迫过程,实现胁迫检测提供了方法和工具。
本文主要研究内容如下:
(1)提出了一种基于连续小波变换和逐步判别分析的小波特征提取算法。针对特征波长光温胁迫检测模型早期检测效果不佳的问题,对冠层光谱进行多尺度连续小波变换,通过单因素方差分析和SNK法对小波系数进行统计学分析,提取对胁迫敏感的小波系数,并采用逐步判别分析方法优选特征子集,建立了CWT-SDA-Fisher判别模型。温度胁迫检测平均准确率为88.59%±6.90%,光密度胁迫检测准确率为77.25%±6.94%。
(2)建立了多特征融合光温胁迫检测模型。为提升单类特征光温胁迫检测模型准确率,在SPA、CWT-SDA和PCF算法提取的特征波长、小波特征和波段特征中,筛选出554~714nm波段AUC和tan?、1213nm、1567nm、w(9,967)、w(13,1213)和w(7,1567)共7个特征,建立了多特征融合的温度胁迫Fisher判别模型,平均分类准确率为88.68%±7.86%,在三叶期达到最佳检测准确率为95.56%。筛选出939~978nm波段AUC和tan?、984nm、1408nm共4个特征,建立了多特征融合的光照胁迫Fisher判别模型,平均分类准确率为86.88%±5.84%。
(3)开发了油菜出苗后光谱与形态特征分析软件。软件包括预处理、特征提取、特征演化规律分析模块,用于提取移栽前油菜叶片光谱、形态特征和分析特征演化规律,为揭示胁迫过程,实现胁迫检测提供了方法和工具。