基于热成像的作物抗旱性检测及温度采集系统研究

基于热成像的作物抗旱性检测及温度采集系统研究

作者:师大云端图书馆 时间:2016-05-09 分类:参考文献 喜欢:4101
师大云端图书馆

【摘要】近年来,在水资源日益紧缺、干旱形势愈加严峻的形势下,研究作物品种耐旱性鉴定指标与方法,提高品种抗旱性鉴定的准确性,已成为育种家们关注的重要课题,是节水农业发展的重要内容。品种的抗旱性是一个极其复杂的性状,涉及到生长发育、形态、生理生化和产量等多个方面,因此抗旱性鉴定与抗旱材料的筛选需要进行综合的考虑,存在着育种周期长、工作量大、参数提取、分析技术与装配落后等瓶颈。迫切需要快速鉴定作物抗旱性的技术和装备。本文针对作物抗旱性鉴定方法落后与田间快速筛选技术装备的缺乏现状,设计了不同抗旱性品种的作物田间、温室栽培试验,建立了基于热成像技术的作物温度抗旱鉴定指标与方法。主要研究内容如下:1、首先研究了苗期玉米植株的红外图像特征。研究发现,苗期玉米温度分布有比较明显的特征,植株叶片温度分布可以反映玉米的生长状况,干旱胁迫后的玉米叶片平均温度(25.63℃)要大于正常浇水处理组的温度(25.06℃),叶片平均温度可以作物抗旱性鉴定的初步指标。2、研究了常规抗旱性鉴定指标与热红外图像特征关系。研究发现,冬小麦热红外图像提取出的冠层温度差与产量均呈显著性负相关,相关系数达到-0.76;基于热成像的冬小麦拔节期冠层温度分布与气孔导度成显著性负相关,相关系数为-0.68;抗旱性不同的拔节期、灌浆期冬小麦叶绿素含量差别明显(P<0.05)。说明基于热红外图像的作物温度确实可以评价抗旱性。3、建立了基于热成像的作物抗旱性筛选模型。设计实验针对EMS处理玉米抗旱突变体,通过红外图像提取已知抗旱性的阈值K,将未知抗旱性植株的温度与此阈值比较,即可得出抗旱性,研究表明,此方法鉴定结果与常规的生理、形态指标结果一致,效果良好。4、开发了一款快速、低成本、高通量的作物温度采集专用热像系统,实现温度场的分布测量。此系统基于非制冷焦平面探测器,集成11mm消热差镜头、采集控制电路、USB图像采集卡、5寸平板电脑等单元,具有384*288的图像分辨率,0.065℃的温度灵敏度,通过黑体标定温度实现了温度的计算。
【作者】陈子龙;
【导师】赵春江;
【作者基本信息】首都师范大学,计算机应用技术,2014,硕士
【关键词】热成像技术;抗旱性;温度采集系统;作物育种;红外图像处理;

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