基于高光谱技术的采摘期烟叶水分含量研究

来源：中国农机化学报杂志2021年第9期北京时间：

作者：刘红芸, 吴雪梅, 李德仑, 张富贵, 张大斌, 黄华成,

单位：贵州大学机械工程学院;贵州省烟草农业科学研究院;

摘要：烟叶含水量的快速检测在烟草种植业中起着关键的作用,检测采摘期烟叶水分含量,对烟草工艺具有重要意义。为了快速、无损地检测采摘期烟叶水分含量,提出一种主成分分析(PCA)结合马氏距离算法(MD)的方法来剔除异常样本,再使用偏最小二乘法(PLS)估测采摘期烟叶水分含量。首先,利用GaiaSky-mini2机载高光谱成像仪获取到141个采摘期烟叶的高光谱数据,采用多元散射校正(MSC)、标准正态变量交换(SNV)和Savitzky-Golay卷积平滑法等对原始光谱进行预处理。然后,应用主成分分析结合马氏距离法对校正集中的异常样品进行剔除。最后,使用偏最小二乘法(PLS)建立采摘期烟叶水分含量分析模型。结果表明:利用SG卷积平滑法预处理的PCA-MD-PLS模型效果最佳,对烟叶含水量预测能力最好,预测模型相关系数为0.852 7,均方差为1.376 6。

关键词：含水量,烟叶,高光谱,主成分分析,马氏距离,偏最小二乘法

基金资助：贵州省普通高等学校工程研究中心建设项目(黔教合KY字[2017]015)贵州省科技计划项目(黔科合平台人才[2019]5616号)贵州省烟草公司科技项目(中烟黔科2021XM01)