浙江農(nóng)林大學(xué)聯(lián)合浙江大學(xué)研究團(tuán)隊在農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域國際頂級期刊《Computers and Electronics in Agriculture》（中科院一區(qū)TOP）上發(fā)表了題為“基于先進(jìn)SLIC-EVI與HMT-seCNN方法增強香榧冠層氮含量估算”的研究論文，

該研究在技術(shù)上實現(xiàn)了兩大關(guān)鍵突破。

與上篇研究不同的是，本次研究直接深入環(huán)境復(fù)雜的真實野外戰(zhàn)場。這里光線混亂、背景復(fù)雜（枝葉、土壤、陰影交織）。目標(biāo)是在這種極端復(fù)雜的環(huán)境下，首先解決“看得清”的問題，然后再談“測得準(zhǔn)”。

突破一：解決“混合像素”行業(yè)痼疾，提取更純凈的光譜信號

在無人機(jī)林業(yè)遙感中，“混合像素” 問題（即一個像素點同時包含樹葉、樹枝、土壤和陰影）一直是影響監(jiān)測精度的核心瓶頸。傳統(tǒng)方法提取的冠層反射率包含大量噪聲，導(dǎo)致后續(xù)分析失準(zhǔn)。

本研究創(chuàng)新性地提出了 SLIC-EVI方法，通過結(jié)合超像素分割和增強型植被指數(shù)，如同一位擁有“火眼金睛”的數(shù)據(jù)濾清器，能夠精準(zhǔn)地從復(fù)雜的冠層圖像中分離出純凈的葉片像素。

效果如何？ 研究數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)SLIC-EVI方法提取的反射率與氮含量的相關(guān)性高達(dá) 0.744，遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)NDVI方法的0.303和EVI方法的0.551。這意味著，基于HY-1230-01相機(jī)原始數(shù)據(jù)，該方法能最大限度地“提純” 出對氮元素最敏感的光譜信息，為精準(zhǔn)建模奠定了堅實基礎(chǔ)。

突破二：引入創(chuàng)新模型，提升氮含量估算的精度與穩(wěn)健性

擁有了高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，如何更充分地利用其價值？研究團(tuán)隊進(jìn)一步引入了 HMT-seCNN創(chuàng)新模型。該模型通過高光譜多尺度變換技術(shù)，將HY-1230-01相機(jī)采集的一維光譜數(shù)據(jù)，重構(gòu)為包含更豐富空間-光譜關(guān)聯(lián)信息的三維數(shù)據(jù)圖。

通過應(yīng)用 HMT 技術(shù)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）和通道注意力機(jī)制，顯著提升氮含量估算的精度與穩(wěn)健性。這項研究通過創(chuàng)新性技術(shù)組合，為異質(zhì)冠層環(huán)境下的精準(zhǔn)氮監(jiān)測提供了全新視角。搭載了通道注意力機(jī)制的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，能像一位經(jīng)驗豐富的專家，自動“聚焦”于對氮含量預(yù)測最重要的光譜通道，并抑制不重要的信息。

模型性能證明：在測試集上，最終的HMT-seCNN模型預(yù)測精度達(dá)到 R2 = 0.765，其性能全面超越了所有參與對比的傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)模型。這證明了HY-1230-01相機(jī)提供的全局連續(xù)光譜數(shù)據(jù)，與先進(jìn)的AI算法結(jié)合后，能釋放出前所未有的預(yù)測潛力。

這兩大突破均建立在由杭州高譜成像技術(shù)有限公司提供的 HY-1230-01高光譜相機(jī)所采集的高質(zhì)量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上。這不僅標(biāo)志著我國在高光譜遙感與人工智能融合應(yīng)用上達(dá)到新高度，也再次驗證了高譜成像硬件設(shè)備在支撐前沿科研與解決實際產(chǎn)業(yè)難題中的卓越能力。

HY-1230-01高光譜相機(jī)是一款實時推掃式成像光譜儀，光譜范圍為400-1000nm，光譜分辨率為2.8nm。

根據(jù)研究和應(yīng)用場景的不同，HY-1230-01等科研級高光譜相機(jī)可自由集成至無人機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)、實驗室、便攜式和顯微高光譜成像儀儀器等，并提供便捷易用的二次開發(fā)支持，解決客戶在教育科研、智慧農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)保、智能制造、工業(yè)檢測等應(yīng)用領(lǐng)域的深層次感知需求。

※ 采用棱鏡-光柵分光方式，可獲得更精準(zhǔn)、更高分辨率的光譜數(shù)據(jù)；

※ 自研模組可適配多種探測器，具有多譜段、多尺寸、多探測器類型可選； 

※ 產(chǎn)品具有體積小、重量輕、光譜特性好、性價比高等優(yōu)點；

※ 鏡頭接口為標(biāo)準(zhǔn)C-Mount，可根據(jù)用戶需求更換焦距；