文献类型： 中文期刊
第一作者： 李云霞
作者： 李云霞;马浚诚;刘红杰;张领先
作者机构：
关键词： 可见光谱;冬小麦;分蘖数估算;轻量级卷积神经网络
期刊名称： 光谱学与光谱分析
ISSN： 1000-0593
年卷期： 2023 年 43 卷 001 期
页码： 273-279
收录情况： EI ; SCI ; 北大核心 ; CSCD
摘要： 分蘖数是表征冬小麦生长的关键性参数,对于冬小麦苗情监测、产量预估具有重要意义.针对目前冬小麦分蘖数估算方法存在的数据获取繁复和估算模型体量大的问题,提出一种基于可见光图像和轻量级卷积神经网络的冬小麦分蘖数估算方法,以期实现冬小麦分蘖数无损快速估算,并且可嵌入移动终端设备.可见光图像具有获取便捷,处理简单的特点,利用数码相机连续采集2017年—2018年和2018年—2019年两个生长季的冬小麦冠层可见光图像.利用该数据图像,分别构建基于轻量级卷积神经网络MobileNetV2,SqueezeNett,ShuffleNet的冬小麦分蘖数估算模型进行比较试验,并与基于非轻量级卷积神经网络AlexNet和ResNet系列构建的估算模型进行对比试验.开展冬小麦分蘖数估算模型针对不同植株密度数据的鲁棒性以及针对不同生长季数据的泛化能力的验证试验.结果表明,基于MobileNetV2构建的冬小麦分蘖数估算模型的决定系数(R2)为0.7,归一化均方根误差(NRMSE)为0.2,在三个轻量级卷积神经网络中具有最优表现;基于非轻量级卷积神经网络构建的冬小麦分蘖数估算模型体积是基于MobileNetV2构建的冬小麦分蘖数估算模型的2.3~16.1倍.与非轻量级卷积神经网络相比较,基于MobileNetV2构建的估算模型在具有较好R2的同时有较小的体量,适宜嵌入移动终端设备;针对120,270和420株·m-2三个不同植株密度的可见光图像数据集,基于MobileNetV2构建的冬小麦分蘖数估算模型的R2分别为0.8,0.8和0.7,表现鲁棒;针对两个生长季的可见光图像,基于MobileNetV2构建的冬小麦分蘖数估算模型通过迁移学习将R2提升了2倍,NRMSE下降了7.6%,表现出对数据季节性差异较好的适应性,体现了模型的泛化能力.利用可见光图像,基于MobileNetV2构建的估算模型能够满足冬小麦分蘖数估算需求,为冬小麦生长观测以及田间农艺措施管理决策提供了一个准确、鲁棒、可嵌入移动终端设备的工具.
分类号： TP391.4
- 相关文献
[1]不同耕作措施对黑土腐殖酸组成与红外光谱特性的影响. 吕贻忠,丛巍巍,廉晓娟. 2009
[2]基于可见光谱参数的烤烟叶片叶绿素含量估算模型. 孙志伟,张启明,苑举民,何仲秋,姜斌,闫慧峰,王树声. 2020
[3]基于可见光谱的淡水鱼肉持水性的预测研究. 李旭海,杨丽凤,汪兰,周志,熊光权,石柳. 2023
[4]不同类型小麦在豫南地区的品质表现. 孙君艳,张凯,程泽强. 2005
[5]不同基因型冬小麦冠层温度与产量和水分利用效率的关系. 赵刚,樊廷录,李尚中,王国宇,杨晨. 2008
[6]保护耕作制中土壤蓄水量有降水贮存效离的研究. D．L．Tanaka,R．L．Anderson,舒乔生. 1999
[7]应用多维全息协调方法优化冬小麦产量结构. 郭新宇,郁明谏. 2002
[8]青海高原不同生态区冬小麦兰天15号种植密度与适生性研究. 姚有华,谢德庆,叶景秀. 2015
[9]氮磷钾肥长期配合施用对冬小麦籽粒品质的影响. 姜东,戴廷波,荆奇,曹卫星,赵辉,周琴,范雪梅,陈荣振,冯国华,刘东涛,张爱君. 2004
[10]浅层咸水灌溉对冬小麦和土壤安全性的研究. 邵玉翠,李悦,盛福昆,严晔端,安玉钗,张余良. 2006
[11]国审冬小麦新品种京冬18的选育. 单福华,田立平,庞斌双,高新欢,任立平,侯淑敏,张凤廷. 2012
[12]行距对两种穗型冬小麦品种碳氮运转及籽粒氮素输入特征的影响. 冯伟,管涛,冯晓,朱云集,郭天财,康国章. 2011
[13]冬小麦叶片氮素时空分布特征及其与籽粒品质的关系. 王之杰,黄文江,马智宏,王北洪,赵春江,赵明. 2004
[14]施肥对丘陵旱地冬小麦生长发育和水分利用的影响. 李裕元,郭永杰,邵明安. 2000
[15]高光谱遥感监测冬小麦条锈病的研究进展(综述). 黄木易,王纪华,黄义德,黄文江,赵春江,刘良云. 2004
[16]不同灌溉条件下冬小麦灌浆期冠层温度与产量相关性分析. 崔新菊,赵奇,尤明山,王彩荣,彭云承,董世磊. 2010
[17]冬小麦节水栽培三种灌溉模式的水氮利用与产量形成. 张胜全,方保停,张英华,周顺利,王志敏. 2009
[18]春季干旱对旱地冬小麦生产的影响及施肥和灌溉的应对效果——以2003年和2009年山西垣曲县冬小麦生产的调查和试验观察为例. 褚清河,闫明,薛献来,潘根兴. 2011
[19]冬小麦节水灌溉制度下不同施氮量的氮素平衡. 李世娟,诸叶平,孙开梦,鄂越. 2003
[20]不同生育时期施氮对冬小麦氮素分配及叶片代谢的影响. 岳寿松,于振文,余松烈. 1998
作者其他论文 更多>>
-
新疆典型绿洲灌区土壤理化性状与盐分离子分布特征
作者：李云霞;王国栋;刘瑜;吕宁;梁飞;范军亮;尹飞虎
关键词：绿洲灌区;土壤盐渍化;土壤盐分;盐分离子
-
新疆灌区农业节水发展现状与对策建议
作者：李云霞;范军亮;关新元;刘辉;尹飞虎
关键词：适水农业;高效节水;膜下滴灌;降盐节水;数字化灌区
-
积温和播种密度对小麦越冬前生长状况的影响
作者：刘红杰;任德超;葛君;张素瑜;吕国华;何勋
关键词：积温;密度;冬前生长;小麦;量化分析
-
基于群体图像识别的生菜鲜重估算方法研究
作者：徐丹;李硕果;陈晶晶;崔庭源;张义;马浚诚
关键词：群体估算;生菜鲜重;图像识别;深度学习
-
焉耆盆地农田排盐暗管布设参数研究
作者：龙立军;郑国玉;李朝阳;石磊;李云霞;杨国江
关键词：排水;土壤水分;盐分;脱盐率;暗管间距;暗管埋深;盐碱地治理
-
杀菌剂对燕麦炭疽病菌的毒力和田间防效
作者：于世成;修志君;白松林;班瑞娟;徐林波;王凤梧;王千军;李云霞;张笑宇
关键词：燕麦炭疽病;禾谷炭疽菌;杀菌剂;毒力;防效
-
基于语义分割和可见光谱图的作物叶部病斑分割方法
作者：李凯雨;张慧;马浚诚;张领先
关键词：可见光光谱;作物;病斑分割;语义分割;全卷积神经网络
