溫濕度監(jiān)控方案 Case

紅外熱成像儀成像技術走智慧進農業(yè)生產

日期： 2021-06-02 10:13:20.0

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紅外熱成像儀成像技術應用于農業(yè)生產方面已有很多，剛開始用于園藝產品的分析和蘋果損傷的發(fā)現(xiàn)和植物健康狀況的評估。目前，已被廣泛應用于農業(yè)和園藝中的貯藏室的設計和控制以及蔬菜的保鮮貯藏、對一些敏感的生物產品進行質量評估和控制，對農作物的生理衰變的檢測在水果和蔬菜成熟時期，通過熱成像對其進行熱溫的測定往往可以評估氣候對其的脅迫。還有水果和蔬菜新鮮程度的評估、植物不同部分受蟲害的影響、蘋果成熟程度，糖分及種間的差異的鑒定、空氣對流量的測定等當今高科技技術已成為新的產業(yè)和投資熱點，創(chuàng)造了億萬的財富和無法預計的社會效益。

紅外熱成像儀

農作物在生長過程中受環(huán)境和氣候的影響較大，并在農產品的質量和產量上直接反映出來。因此，及時獲取農作物的相關信息對農業(yè)生產的調控起到了積極的信息參考作用。運用高分辨率的紅外熱像儀，可以快速、準確地測定農作物表面溫差變化，并同步監(jiān)測環(huán)境因子(土壤水分含量和氣候條件)，實時監(jiān)測農作物的生長狀況，以探索環(huán)境因子對農作物生理指標的影響，從而預測植物的生長趨勢，并及時反映作物是否收到干旱、高溫等環(huán)境的脅迫和生理脅迫。

紅外熱成像儀

以紅外熱成像儀熱成像技術為核心的紅外遙感可以大面積農作物的生長情況、有無病蟲害以及產量估算等方面提供可靠而及時的情報，各種農作物有不同的吸收、反射和輻射光譜特征。這種光譜特征不僅表現(xiàn)在各種農作物在同一光譜區(qū)的反射不同，而且同一種作物在不同的光譜區(qū)的反射(輻射)也有顯著的差別，甚至同一種作物在不同的季節(jié)、不同的地區(qū)以及不同的太陽照射角度下，它的反射光譜也各不相同，正是這種不同的光譜特征為確定作物的長勢和監(jiān)督作物的病蟲害提供了依據(jù)。也正是根據(jù)這些對作物不同時期的長勢的季節(jié)、不同的地區(qū)以及不同的太陽照射角度下，它的反射光譜也各不相同。正是這種不同的光譜特征為確定作物的長勢和監(jiān)督作物的病蟲害提供了依據(jù)。也正是根據(jù)這些對作物不同時期的長勢進行監(jiān)視，從而判斷各個時期生長狀態(tài)以達到提前對最終的作物產量估算，從而為農產品的運輸、貯藏、加工、市場調度和國際貿易等方面的工作帶來便利。紅外遙感是快速、大面積測試作物各種狀態(tài)的現(xiàn)代化手段，其優(yōu)勢在于無接觸地逐個單元對地物“觀察”，無需采樣統(tǒng)計與后處理.遙感人的眼睛延伸。遙感比眼睛功能更強之處在于它能將地物對陽光的反射與自身的輻射光分解為各個波段分別成像，還能夠對人的視覺范圍以外的紅外光或長波的電磁波攝影成像將波段分解越細，越能夠將看似顏色一樣的地物如雪與石灰、水稻與小麥區(qū)分開來。

紅外熱成像儀

現(xiàn)在所推進的研究，不僅僅是通過對溫度數(shù)據(jù)的積累可以測量到整體的溫度分布，還希望能夠實現(xiàn)僅針對特定區(qū)域的日照時間長短等農作物信息的 “可視化”。在氣候環(huán)境變化方面，往往會根據(jù)常年情況進行預測，但現(xiàn)實情況是常常會與預測發(fā)生很大偏差。但人們期待著，如果通過長期安裝固定式攝像頭，能夠實時且定期地同時采集到溫度數(shù)據(jù)、熱成像以及可視圖像的話，則今后就有可能實現(xiàn)更加有的放矢，即以完全順應環(huán)境變化的形式、根據(jù)不同環(huán)境情況來施投肥料或養(yǎng)分。以大米為例，如果在大米成熟階段遇到持續(xù)高溫天氣，會發(fā)生所謂的“高溫障礙”，也就是會形成大量的未成熟白色米。

紅外熱成像儀

而發(fā)生這種情況也不僅僅全部是由于氣溫高所導致的，農業(yè)人員的澆水或施肥管理沒有跟上也是原因之一。大米如果發(fā)生這樣的“高溫障礙”，其本身的等級將受到很大的影響。而針對這種情況，如果通過導入紅外熱成像儀攝像機，實時獲取到溫度分布或熱成像數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)大米成長與“高溫障礙”發(fā)生趨勢的關聯(lián)性的話，則有可能通過盡早地采取對策，營造出適合大米成長的環(huán)境，將大米所受的損失控制在最小的限度之內。另外，通過對溫度數(shù)據(jù)的積累，可以了解到禾苗或稻葉的日照時間及溫度分布情況，進而通過提供與其相對應的灌水量，也可以減輕大米所受到的損失。更進一步的話，人們期待著數(shù)據(jù)積累還可以成為在明年、后年是否提早或推遲進行育苗的判斷依據(jù)，也就是可以對僅僅靠人類生產經驗所無法對應的部分進行有數(shù)據(jù)依據(jù)的補足。

隨著機器視覺技術、敏感攝影技術及圖像處理技術的發(fā)展，紅外熱成像儀技術在現(xiàn)代農業(yè)中的應用范圍逐漸拓寬，但是仍然存在一些問題和困難有待進一步探討和研究。

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