農(nóng)業(yè)信息采集與處理-農(nóng)田生物信息的采集與處理

農(nóng)田生物信息的采集與處理目錄0102農(nóng)田生物系統(tǒng)的信息農(nóng)田生物信息采集與處理系統(tǒng)03農(nóng)田生物弱信息的增強技術04農(nóng)田生物多元信息的提取技術05農(nóng)田生物宏觀形態(tài)結構信息的提取01農(nóng)田生物系統(tǒng)的信息農(nóng)田生物信息的采集與處理一、農(nóng)田生物系統(tǒng)的類型農(nóng)作物生理功能信息農(nóng)作物結構信息農(nóng)作物病蟲草害信息微觀結構宏觀結構農(nóng)田生物信息的采集與處理層次性物種不同、生長有異、結構有別微觀：光譜/波譜/色譜/質(zhì)譜；宏觀：感官定性/圖形圖像方法多元性多種組分信息的疊加多組分信息分離技術，運用化學計量學方法弱信息包含于復雜的環(huán)境信息中采用弱信息提取與恢復技術，使弱信息變強時空分布隨空間和時間不斷發(fā)生動態(tài)變化注重實時性和空間分布差異二、農(nóng)田生物信息特點與研究方法農(nóng)田生物信息采集與處理系統(tǒng)02農(nóng)田生物信息的采集與處理一、系統(tǒng)組成農(nóng)田生物信息采集與處理系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。（一）硬件部分農(nóng)田生物信息的采集與處理1.信息檢測系統(tǒng)圖像傳感器光譜傳感器生理信息傳感器實驗室分析儀器農(nóng)田生物信息的采集與處理2.信號調(diào)理系統(tǒng)農(nóng)田生物信息經(jīng)過信息檢測系統(tǒng)檢測后，其信息負載到具有某種能量（如光、電、熱、聲、磁等）的模擬量上即為模擬信號。模擬信號被計算機采集以前需要進行調(diào)理，提高信噪比。信號調(diào)理系統(tǒng)包括：濾波器、積分器、調(diào)制解調(diào)器、鎖相放大器和廂車式積分器等。

農(nóng)田生物信息的采集與處理3.計算機硬件系統(tǒng)接口電路計算機計算機輸入輸出設備

農(nóng)田生物信息的采集與處理二、軟件部分1.信息預處理軟件方法：數(shù)據(jù)平滑法、圖譜疊加平均法、廂車式平均法、傅里葉變換濾波法、小波變換等。2.信息提取軟件弱信息----計算機差譜技術、計算機導數(shù)技術；多元信息----應用化學計量學多組分分析方法所編制的軟件有：逐步回歸分析法（SRA）、主成分回歸法（PCR）、偏最小二乘法（PLS）等。紋理特征信息----利用逐步判別法、主成分分析法、聚類分析法等。3.信息綜合處理、模擬和優(yōu)化軟件通過對農(nóng)田生物信息的綜合處理，可以發(fā)現(xiàn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)更深層次的東西，根據(jù)需要，開發(fā)信息綜合處理模擬優(yōu)化軟件，以便實現(xiàn)農(nóng)田管理措施的優(yōu)化。農(nóng)田生物信息的采集與處理三、系統(tǒng)功能1.農(nóng)田生物信息檢測微觀形態(tài)結構和組分的信息檢測宏觀形態(tài)結構的信息檢測生理功能的信息檢測間接信息的獲得2.生物信息檢測信號的調(diào)理信噪比噪聲來源信號調(diào)理農(nóng)田生物弱信息的增強技術03農(nóng)田生物信息的采集與處理農(nóng)田生物信息數(shù)據(jù)中包含了多種信息的重疊，分析信號包括兩部分：由待測組產(chǎn)生的部分和由樣品中的其它成分或環(huán)境、儀器產(chǎn)生的部分，后者稱為背景。其中變化有一定規(guī)律的背景稱為系統(tǒng)背景，變化的大小和方向無一定規(guī)律的背景稱為隨機背景。1.系統(tǒng)背景的消除與降低差譜技術導數(shù)光譜技術2.隨機背景的消除與降低數(shù)字濾波技術傅里葉變換濾波小波變換農(nóng)田生物多元信息的提取技術04農(nóng)田生物信息的采集與處理方法化學計量學方法操作通過1組待測成分含量已知的標準樣品，對它們進行光譜區(qū)的全程掃描，然后通過計算機快速處理數(shù)據(jù)，建立樣品組分含量與樣品光譜之間的數(shù)學關系，再測出未知樣品中待測組分的光譜，就可以確定其中待測成分的含量。農(nóng)田生物宏觀形態(tài)結構信息的提取05農(nóng)田生物信息的采集與處理（一）計算機圖像處理技術的概念類別描述形式描述的對象二值圖像f(x,y)=0,1文字、線條圖、指紋等濃淡圖像0≤f(x,y)≤2n—1黑白照片、一般n=6～8彩色圖像｛fi(x,y)｝,i=R,G,B以三基色表示的彩色圖像多光譜圖像｛fi(x,y)｝,i=1,2,…,m遙感圖像，一般m=4～8立體圖像fL,fR由左、右視點得到的同一物體的象對動態(tài)圖像（時間序列）｛ft(x,y)｝,t=t1,t2,…,tn動態(tài)分析、動畫制作等數(shù)字圖像的類別農(nóng)田生物信息的采集與處理照片、膠片或?qū)嵉嘏臄z的電視圖像等一系列模擬圖像，在輸入計算機的過程中，由輸入設備（用數(shù)碼照相機和數(shù)碼攝像機拍攝的為數(shù)字圖像，可直接輸入計算機）將其轉換成二維陣列（X×N）個象素，然后將這些點陣的灰度信息（包括色彩信息）數(shù)字化。每一象元的灰度值是從0到255中的某一個值，而彩色信息是將自然界的各種顏色分解成紅（R）、綠（G）、藍（B）3種基色，每種基色又分成0到255個不同的數(shù)量級，幾乎所有顏色都可用RGB三基色的含量多少來反映，農(nóng)田生物色度信息就是用RGB三基色不同數(shù)量級的合成來表示。