图像处理技术在农业中的应用研究

时间：2019-10-12 10:27:24 所属分类：农业基础科学 浏览量:

摘 要 基于机器学习的图像处理技术是人工智能的核心内容之一，在近几年里应用于人类的各个领域。图像处理是机器学习中的一项关键技术，在各行业中得到了广泛应用。因为农业生产中因素多变，环境复杂，目标图像在不同时间差异性极大，高效准确的获取图像特征

　　摘 要 基于机器学习的图像处理技术是人工智能的核心内容之一，在近几年里应用于人类的各个领域。图像处理是机器学习中的一项关键技术，在各行业中得到了广泛应用。因为农业生产中因素多变，环境复杂，目标图像在不同时间差异性极大，高效准确的获取图像特征才能保障系统的可靠性。所以需要通过对农业许多图像处理技术的应用研究进行分析，不断总结其中的问题并解决建议，这样才可以使得现代农业的升级改造，图像处理技术在农业生产链中的应用前景未来才会更为广泛。

　　关键词 现代农业;机器学习;图像处理;农业信息化

　　1 引言

　　农业农村发展已经关系到了我国实现农业现代化是否可以如期而至的重中之重，而现代农业则是推动农业农村发展的关键要素 0 。机器学习是人工智能研究的核心内容之一，也是推进农业信息化的重要技术之一。如果令机器学习应用于现代农业生产中，尤其是图像处理技术的农业应用，那么就能够有效且有力的推动现代农业的发展，推进农业生产自动化和智能化，并且提高农业在生产中的效率。

　　2 图像处理技术概述

　　机器学习用浅显易懂的话来说就是：以互联网的海量数据和计算机系统本身所具有的强大并行运算能力，来让机器通过小段的“学习”数据，使它可以模拟人类的学习过程，从而可以做出智能化的决策行为的一种技术 0 。而图像处理技术是指将图像信息经过计算机转化为数字信息并加以处理的一门技术。简单来说就是将图像转化计算机自身可识别的数字信息来进行识别处理的一项技术。它的优点是进行处理的精度高。处理内容不光可以用于结构化图像，对非结构化的图像也可以很好的处理和识别。另外，还可以进行比较复杂的非线性处理，以及具有良好的变通能力等等。

　　3 图像处理技术的农业应用

　　3.1 农作物生长实时监测农作物在生长过程中，会受到病虫、气候环境、土壤状况等因素的影响。通过图像处理技术，不但可以对因受各种因素影响后农作物叶片、根茎所产生的变化来进行实时、快速、有效的图像反馈，也能对农作物生长的成熟度进行有效判定。

　　3.2 农作物营养缺乏诊断如果农作物的某些营养元素产生缺失，或缺乏水分，在农作物的生长期间，就会发生作物发育不良，甚至死亡现象。如农作物缺乏钾元素，农作物则会易倒伏;缺乏氮元素，则会叶色发黄。所以，研究农作物缺乏营养元素是非常重要的。为了解决这一情况，我们就可以通过图像处理技术，及时发现农作物的营养状况并及时补充。

　　3.3 农产品质量检测农产品的质量检测是消费者食品安全的保障第一线。优质的保障，也是社会各界及广大农民所重视的。而保障农产品的质量最好的方法就是通过图像处理技术来进行检测。因此，做好农产品质量检测责任重大，也是一项极其重要的工作。

　　3.4 农业机器人农业机器人涉及了众多的新时代前沿科技。如今，在现代农业中，人工智能以及计算机图像处理技术在国际上得到了很高的重视。而在农业机器人的研究领域，图像处理技术也主要应用于机器人的视觉感应以及机器人对农作物自动化的收割和播种等等。

　　4 农业图像处理技术的问题与对策

　　现代农业有着对各行业专业技术进行整合的需求。同时需要对相关信息技术应用进行改造，使之契合农业生产。机器学习近年在我国各行业得到迅猛发展，也取得了不少成就。但在农业领域大多应用停留在数据挖掘的方面，专门从事农业图像处理相关研究并形成体系的则较少。正如北京大学教授张志华所说“发展一个学科需要一个务实的态度。时髦的概念和名字无疑对学科的普及有一定的推动作用。但学科的根本还是所研究的问题、方法、技术和支撑的基础等，以及为社会产生的价值。” 从而使我国在国际计算机领域缺少了很多竞争力与影响力。针对这一情况，应该加大国家对农业计算机人才的扶持力度，建设完善相关制度和机制。这对机器学习的学科专业提供更严谨的标准，特别是找准提高效益，降低使用成本并服务农业的关键，大力推广及务实机器学习的优势，让更多年轻人积极投入农业机器学习的专业领域。同时，保障农业相关信息技术服务的可持续，增强信息技术的实用性，从而进一步走入农业信息化道路。

　　5 农业图像处理技术发展趋势

　　虽然农业图像处理技术在不断向前发展，但目前的问题或困难仍然存在。随着农业科学技术的不断成熟，这些问题或困难也会被慢慢解决。

　　6 小结

　　本文通过对我国现代农业背景下基于机器学习的图像处理技术的概述、图像处理技术在农业的应用、存在问题及建议、发展趋势的讨论，认识到现代农业的基于机器学习的图像处理技术在未来国家发展战略中具有重要的意义，也是不可避免的趋势。因此，必须将其作为重点农业技术来发展，才能使我国农业生产链有进一步提高，让我国的农业信息化向前迈进。

　　参 考 文 献

　　[1] 左 雄 . 我国农业信息化研究综述 . 安徽农业科学 ,2007, 35(28):9092-9094

　　[2] 王珏,石纯一.机器学习研究.广西师范大学学报(自然科学版), 2003, 21(2):1-15

　　[3] 董璐.数字图像处理与识别系统的开发[博士学位论文].东南大学,南京, 2004

　　《图像处理技术在农业中的应用研究》来源：《福 建 电 脑 》，作者：李海鹏，赵红波，何继燕，曹志勇。

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