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(qiáng)技術(shù)04農(nóng)田生物多元信息的提取技術(shù)05農(nóng)田生物宏觀形態(tài)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)信息農(nóng)作物病蟲草害信息微觀結(jié)構(gòu)宏觀結(jié)構(gòu)農(nóng)田生物信息的采集與處理層次性物種不同、生長(zhǎng)有異、結(jié)構(gòu)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(shù)，運(yùn)用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法弱信息包含于復(fù)雜的環(huán)境信息中采用弱信息提取與恢復(fù)技術(shù)，使弱信息變強(qiáng)時(shí)空分布隨空間和時(shí)間不斷發(fā)生動(dòng)態(tài)變化注重實(shí)時(shí)性和空間分布差異二、農(nóng)田生物信息特點(diǎn)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(cè)系統(tǒng)圖像傳感器光譜傳感器生理信息傳感器實(shí)驗(yàn)室分析儀器農(nóng)田生物信息的采集與處理2.信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)農(nóng)田生物信息經(jīng)過(guò)信息檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)后，其信息負(fù)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(hào)。模擬信號(hào)被計(jì)算機(jī)采集以前需要進(jìn)行調(diào)理，提高信噪比。信號(hào)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(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)接口電路計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)輸入輸出設(shè)備

農(nóng)田生物信息的采集與處理二、軟件部分1.信息預(yù)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(jì)算機(jī)差譜技術(shù)、計(jì)算機(jī)導(dǎo)數(shù)技術(shù)；多元信息----應(yīng)用化學(xué)計(jì)量學(xué)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(guò)對(duì)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(shí)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(cè)微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)和組分的信息檢測(cè)宏觀形態(tài)結(jié)構(gòu)的信息檢測(cè)生理功能的信息檢測(cè)間接信息的獲得2.生物信息檢測(cè)信號(hào)的調(diào)理信噪比噪聲來(lái)源信號(hào)調(diào)理農(nóng)田生物弱信息的增強(qiáng)技術(shù)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(hào)包括兩部分：由待測(cè)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(wú)一定規(guī)律的背景稱為隨機(jī)背景。1.系統(tǒng)背景的消除與降低差譜技術(shù)導(dǎo)數(shù)光譜技術(shù)2.隨機(jī)背景的消除與降低數(shù)字濾波技術(shù)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(shù)04農(nóng)田生物信息的采集與處理方法化學(xué)計(jì)量學(xué)方法操作通過(guò)1組待測(cè)成分含量已知的標(biāo)準(zhǔn)樣品，對(duì)它們進(jìn)行光譜區(qū)的全程掃描，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)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(xué)關(guān)系，再測(cè)出未知樣品中待測(cè)組分的光譜，就可以確定其中待測(cè)成分的含量。農(nóng)田生物宏觀形態(tài)結(jié)構(gòu)信息的提取05農(nóng)田生物信息的采集與處理（一）計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的概念類別描述形式描述的對(duì)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(diǎn)得到的同一物體的象對(duì)動(dòng)態(tài)圖像（時(shí)間序列）｛ft(x,y)｝,t=t1,t2,…,tn動(dòng)態(tài)分析、動(dòng)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(jì)算機(jī)的過(guò)程中，由輸入設(shè)備（用數(shù)碼照相機(jī)和數(shù)碼攝像機(jī)拍攝的為數(shù)字圖像，可直接輸入計(jì)算機(jī)）將其轉(zhuǎn)換成二維陣列（X×N）個(gè)象素，然后將這些點(diǎn)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(gè)值，而彩色信息是將自然界的各種顏色分解成紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）3種基色，每種基色又分成0到255個(gè)不同的數(shù)量級(jí)，幾乎所有顏色都可用RGB三基色的含量多少來(lái)反映，農(nóng)田生物色度信息就是用RGB三基色不同數(shù)量級(jí)的合成來(lái)表示。