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准确率95%!无人机秒查稻瘟病,我国团队研发「光谱指纹」精准锁定病害

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当传统农田巡检还依赖农技员“肉眼揪病斑”时,如何让无人机化身“病害扫描仪”?沈阳农业大学团队在《农业科学与工程前沿》发布创新成果,其研发的「稻瘟病光谱指数(RBI)」通过分析400-1000纳米波段光谱变化,对稻瘟病的检测准确率高达95.1%,误判率较传统方法降低40%,为粮食安全装上“天眼哨兵”。

从“老中医把脉”到“光谱CT”:波段重组破解误判魔咒
传统病害检测依赖叶片颜色变化识别,如同仅凭脸色诊断肺炎——晚期病变易发现,早期病灶常漏网。研究团队通过无人机高光谱技术扫描稻株,发现健康与病叶在778纳米(近红外)、722纳米(红边)和664纳米(红光)波段存在“光谱指纹差异”。团队据此构建RBI指数:**(R778-R722)/(R722+R664)**,通过波段组合放大病害信号。论文数据显示,该指数对轻度病变(病叶率<5%)的识别灵敏度达93%,相当于在百亩稻田中精准定位一株病苗。

“光谱放大镜”黑科技:阴雨天误判率仅5%
面对多云天气的光照干扰,传统植被指数误差高达30%。RBI通过动态校准技术,在阴雨环境下仍保持95%的准确率。实验显示,在含250个样本的辽宁稻田数据库中,RBI区分5级病害的精度超越30种传统指数。团队比喻其原理:“如同给光谱仪装上降噪耳机——剔除云层反射杂音,只听叶片‘病变心跳’。”

暗藏短板:沙尘暴天可能“短暂失明”
技术突破仍有局限。论文指出,当空气悬浮颗粒浓度>200μg/m³(相当于沙尘暴天气),模型准确率会从95.1%降至87.3%。研究负责人解释:“这像隔着毛玻璃看X光片——沙尘会模糊光谱信号。”团队正研发“多光谱-激光雷达融合模块”,目标将极端天气稳定性提升至92%。

产业爆发点:或为农户省下90%巡田成本
以东北稻区每季6次人工巡田测算,该技术可减少90%的人力支出。实验中,搭载RBI的无人机在20分钟内完成百亩稻田扫描,病害定位误差小于0.5米。更关键的是,系统识别早期病变(病叶率<10%)的准确率达89%,比农民肉眼识别提前7-10天,为农药精准喷洒赢得黄金窗口期。

伦理警示:数据偏差或致小农户“技术鸿沟”
研究揭示隐患:若训练样本缺乏贫瘠土壤数据,模型对低肥力稻田的误判率可能升高15%。团队呼吁建立“开放式光谱数据库”,避免技术红利向大型农场倾斜。

正如论文所述:“当每粒稻谷的生长都拥有‘光谱病历本’,绿色农业将告别模糊经验时代。”这项突破不仅攻克了稻瘟病早筛难题,更为小麦赤霉病、柑橘黄龙病等作物病害监测提供普适方案。