高光谱成像的水稻螟虫蛀入检测方法

欧阳爱国，万启明，李 雄, 熊智逸，王 舜，廖琪城

华东交通大学机电与车辆工程学院，智能机电装备创新研究院，江西 南昌 330013

引 言

水稻是我国主要的粮食作物之一，种植面积和产量都居世界第一。自20世纪90年代末以来，害虫抗药性的形成和全球气候变化等诸多因素的影响, 水稻螟虫连年暴发, 对水稻生产构成严重威胁[1]。水稻螟虫俗称钻心虫, 通过水稻螟虫的幼虫钻蛀水稻茎秆，在水稻生长阶段造成枯心、在生殖生长阶段造成白穗，导致减产。因此对水稻早期的无损检测，能够快速、准确的得到水稻的虫害信息，为水稻虫害预警和喷洒农药用量提供理论依据。所以研究快速、准确地实现水稻虫害的无损检测对于虫害及早防控、降低损失具有重要意义。

农作物的虫害检测主要还是根据目测来判断，不仅工作量大，而且不能及时地判断农作物虫害的破坏程度，有时候甚至为了便于观察需要用刀割开农作物，导致水稻损害而无法生长。高光谱结合图像和光谱对虫害进行无损检测，国内外学者已经在这些方面开展了多项研究，也取到了不错的研究成果[2-6]。王小龙等[7]对高光谱图像引入主成分分析(principal component analysis，PCA)进行特征降维并使用网格搜索进行参数寻优后，可以提高虫害识别率，K-近邻算法和支持向量机算法的识别精度分别达到88.24%和92.16%。刘德华等[8]利用高光谱成像技术对山楂的虫害区域进行PCA和区域生长算法，识别率达到了100%。马亚楠等[9]利用高光谱图像提取毛豆豆荚的平均灰度建立的支持向量分类模型检测内部豆荚螟的总精度为95.6%。……