專利名稱：一種利用揮發(fā)物的農(nóng)作物蟲害診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)作物生長期蟲害檢測(cè)技術(shù)，特別涉及一種利用揮發(fā)物的農(nóng)作物蟲害診斷方法，發(fā)明了農(nóng)作物揮發(fā)物的靜態(tài)采樣裝置，以及使用電子鼻蟲害檢測(cè)新方法。
背景技術(shù)：
農(nóng)作物在生長期階段會(huì)受到害蟲嚴(yán)重危害，蟲害是導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)的重要原因。 在農(nóng)作物蟲害的防治體系中，蟲害的診斷至今為薄弱環(huán)節(jié)，如何農(nóng)作物蟲危害進(jìn)行快速準(zhǔn)確的判斷是制定正確防范措施、降低蟲害發(fā)生率、保證農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的重要前提。通常使用的農(nóng)作物蟲害的診斷方法是田間觀察法，通過有經(jīng)驗(yàn)的生產(chǎn)者或植保專家在田間對(duì)農(nóng)作物顏色、葉片萎蔫或卷曲程度、單位面積上葉片或冠層受害比例等農(nóng)作物形態(tài)、生理指標(biāo)地觀察，然后判定農(nóng)作物受蟲害脅迫的程度、等級(jí)。這種依靠人力在田間觀察，從而獲取病蟲害災(zāi)情的方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且準(zhǔn)確度不高，更重要的是受到觀察者自身經(jīng)驗(yàn)的影響。近年來，有幾種蟲害機(jī)器檢測(cè)和監(jiān)測(cè)技術(shù)的報(bào)道。主要包括以下幾種
1、聲特征檢測(cè)法其原理是通過拾音器獲取害蟲的爬行聲、飛翔聲、打斗聲、吃食聲、鳴叫聲等聲音電信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)放大和濾波降噪處理后，把害蟲的聲頻率與環(huán)境的聲頻率分開，得到害蟲的聲頻譜，利用聲頻譜估計(jì)害蟲的種類和數(shù)量級(jí)。這種方法的缺點(diǎn)是害蟲的聲信號(hào)較弱且在檢測(cè)過程中易受傳感器噪聲、環(huán)境噪音等方面的干擾，致使有用信號(hào)經(jīng)常被淹沒，在分辨復(fù)合種類、多數(shù)量害蟲的聲信息等方面還很困難。2、圖像識(shí)別法通過對(duì)已獲取的植株圖像進(jìn)行處理，確定害蟲的位置、密度、種類等特征。這種方法的缺點(diǎn)是只適合檢測(cè)靜態(tài)(昆蟲樣本)的樣本，對(duì)于田間所采集的動(dòng)態(tài)圖像處理和分析將更復(fù)雜，處理速度慢。3、雷達(dá)觀測(cè)法主要用于遷飛性害蟲的監(jiān)測(cè)。遷飛性害蟲通常在高空遠(yuǎn)距離遷移，人力無法直接進(jìn)行觀測(cè)，給蟲害預(yù)報(bào)帶來很大難度，昆蟲雷達(dá)為遷飛性害蟲的觀測(cè)提供了強(qiáng)有力的工具。這種方法的缺點(diǎn)是昆蟲雷達(dá)的監(jiān)測(cè)成本過高，難以實(shí)施長期不間斷的觀測(cè)，難以滿足對(duì)害蟲進(jìn)行田間在線精準(zhǔn)檢測(cè)的需要。4、光譜監(jiān)測(cè)法其原理是農(nóng)作物受害蟲侵染后，其外部形態(tài)和生理效應(yīng)發(fā)生變化，受害農(nóng)作物的光譜特性與健康農(nóng)作物的光譜特性相比，某些特征波段的值會(huì)發(fā)生不同程度的變化。利用農(nóng)作物受害后光譜特性的變異信息，可以監(jiān)測(cè)農(nóng)作物蟲害的發(fā)生程度及趨勢(shì)。這種方法的缺點(diǎn)是由于害蟲的隱蔽性和遷移性，在田間對(duì)害蟲蟲體的直接檢測(cè)較困難，目前光譜監(jiān)測(cè)法的研究多集中在儲(chǔ)藏農(nóng)產(chǎn)品蟲害方面。5、遙感技術(shù)在不直接接觸目標(biāo)物體的情況下，遠(yuǎn)距離接收目標(biāo)物體的反射或輻射光譜以得到相關(guān)的光譜數(shù)據(jù)與圖像，從而通過分析和反演獲知目標(biāo)地物的有關(guān)信息。 農(nóng)作物受到蟲害后，其內(nèi)部成分會(huì)發(fā)生輕微的變化，突出的表現(xiàn)是葉綠素含量減少，受到重度蟲害后，大片的農(nóng)作物會(huì)發(fā)黃變色，根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)可以從遙感解譯圖像上進(jìn)行區(qū)分。這種方法的缺點(diǎn)是只適用于大范圍的蟲害監(jiān)測(cè)，并且精度不高。
現(xiàn)有農(nóng)作物蟲害的機(jī)器檢測(cè)技術(shù)，其出發(fā)點(diǎn)大都是結(jié)合害蟲的特征如(聲學(xué)特性、 外形特征)進(jìn)行研究，而很少有結(jié)合農(nóng)作物自身的特點(diǎn)來進(jìn)行研究，很少有利用農(nóng)作物揮發(fā)物的進(jìn)行水稻蟲害檢測(cè)的報(bào)道，更沒有關(guān)于農(nóng)作物揮發(fā)物提取的靜態(tài)采樣裝置的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有農(nóng)作物蟲害檢測(cè)技術(shù)的缺陷，提供一種利用揮發(fā)物的農(nóng)作物蟲害診斷方法。本發(fā)明根據(jù)農(nóng)作物在受到害蟲危害后后會(huì)產(chǎn)生特異性的揮發(fā)物，使用電子鼻檢測(cè)這種農(nóng)作物產(chǎn)生的特異性揮發(fā)物可以判斷農(nóng)作物受害的情況。本發(fā)明的檢測(cè)方法簡單、容易操作、檢測(cè)時(shí)間短、精度高、能較準(zhǔn)確地檢測(cè)農(nóng)作物有無蟲害和受蟲害的程度。利用揮發(fā)物的農(nóng)作物蟲害診斷方法的步驟如下
1)采用靜態(tài)頂空采樣裝置對(duì)生長期的農(nóng)作物樣品進(jìn)行處理，所述靜態(tài)頂空采樣裝置包括順次連接的空氣過濾器、活性碳、特氟隆管、靜態(tài)頂空采樣器；把農(nóng)作物苗放置在靜態(tài)頂空采樣器中，將經(jīng)過濾后的潔凈空氣充滿靜態(tài)頂空采樣器后進(jìn)行密封，農(nóng)作物在靜態(tài)頂空采樣器中放置15 20min后使用農(nóng)作物蟲害檢測(cè)的電子鼻系統(tǒng)進(jìn)行采樣，所述農(nóng)作物蟲害檢測(cè)的電子鼻系統(tǒng)包括順次連接的靜態(tài)頂空采樣器、電子鼻、計(jì)算機(jī)，電子鼻包括傳感器陣列反應(yīng)室、第一氣泵、第二氣泵、標(biāo)準(zhǔn)氣體；傳感器陣列反應(yīng)室一端分別與第一氣泵、標(biāo)準(zhǔn)氣體相連，傳感器陣列反應(yīng)室另一端與第二氣泵相連；
2)對(duì)靜態(tài)頂空采樣器的農(nóng)作物頂空氣體進(jìn)行采樣，將靜態(tài)頂空采樣器的頂空氣體導(dǎo)入電子鼻傳感器陣列反應(yīng)室內(nèi)，采樣時(shí)間為70 s，獲取傳感器陣列與頂空氣體發(fā)生反應(yīng)得到的響應(yīng)信號(hào)；傳感器陣列響應(yīng)信號(hào)是傳感器陣列接觸到頂空氣體后的電導(dǎo)率G與傳感器陣列在經(jīng)過潔凈空氣時(shí)的電導(dǎo)率的比值，即S = G/(V用計(jì)算機(jī)對(duì)得到的響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行分析；
3)提取第60s電子鼻信號(hào)作為特征數(shù)據(jù)，使用主成分分析和線性判別分析方法對(duì)農(nóng)作物蟲害特征數(shù)據(jù)進(jìn)行特征分析；
4)采用逐步判別分析和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立傳感器響應(yīng)信號(hào)與農(nóng)作物樣品蟲害程度之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。所述的步驟1)為將待測(cè)農(nóng)作物苗盛放在靜態(tài)取樣采樣器中，在密封板未密封時(shí)開啟空氣泵，泵的流量控制在2L/min，充入經(jīng)過濾的空氣，時(shí)間為aiiin;然后將密封板和進(jìn)氣口密封好，靜置一段15 20min后待測(cè)。所述的步驟2)為頂空氣體由農(nóng)作物樣品揮發(fā)物氣體在靜態(tài)頂空采樣器形成；在第一氣泵關(guān)閉情況下打開第二氣泵，將靜態(tài)頂空采樣器的頂空氣體導(dǎo)入電子鼻傳感器陣列反應(yīng)室內(nèi)，使用的電子鼻其傳感器陣列由10個(gè)金屬氧化物傳感器組成，每個(gè)傳感器每1 S 采集一次數(shù)據(jù)，采樣時(shí)，樣品氣體通過電子鼻第二氣泵以400 ml/min的速率被吸附到傳感器通道中，經(jīng)過傳感器陣列后由出口排出。所述的步驟3)為原始數(shù)據(jù)為10個(gè)傳感器第60 s的響應(yīng)信號(hào)，即一個(gè)10維向量，利用主成分分析和線性判別分析對(duì)這個(gè)10維向量進(jìn)行特征選擇和特征提取，針對(duì)有無蟲害、不同程度蟲害的農(nóng)作物進(jìn)行分析。所述的步驟4)為使用逐步判別分析BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立電子鼻響應(yīng)信號(hào)與農(nóng)作物樣品蟲害程度之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，將每組不同受害程度的農(nóng)作物樣品隨機(jī)抽取分別作為訓(xùn)練集和預(yù)測(cè)集，使用訓(xùn)練集進(jìn)行建模，用模型對(duì)預(yù)測(cè)集進(jìn)行測(cè)試。用電子鼻傳感器第60s 響應(yīng)信號(hào)作為為特征值作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，建立一個(gè)三層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，蟲害數(shù)量作為網(wǎng)絡(luò)的輸出。本發(fā)明克服了人為蟲害災(zāi)情觀察的費(fèi)時(shí)費(fèi)力、準(zhǔn)確度不高的情況，排除了人為主觀因素的干擾，提供了一種通過揮發(fā)物綜合信息來評(píng)價(jià)農(nóng)作物蟲害的新方法。


圖1為本發(fā)明的農(nóng)作物蟲害檢測(cè)的電子鼻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2(a)為本發(fā)明的靜態(tài)頂空采樣裝置結(jié)構(gòu)示意圖2(b)為本發(fā)明的密封板的示意圖3(a)為電子鼻傳感器對(duì)水稻受40頭蟲害池后揮發(fā)物的響應(yīng)特性； 圖3(b)為電子鼻傳感器對(duì)未受害水稻揮發(fā)物的響應(yīng)特性； 圖4(a)為受蟲害2小時(shí)后的水稻主成分分析(PCA)的區(qū)分結(jié)果； 圖4(b)為受蟲害2小時(shí)后的水稻線性判別分析(LDA)的區(qū)分結(jié)果； 圖5(a)為受蟲害6小時(shí)后的水稻主成分分析(PCA)的區(qū)分結(jié)果； 圖5(b)為受蟲害6小時(shí)后的水稻線性判別分析(LDA)的區(qū)分結(jié)果； 圖6(a)為受蟲害12小時(shí)后的水稻主成分分析(PCA)的區(qū)分結(jié)果； 圖6(b)為受蟲害12小時(shí)后的水稻線性判別分析(LDA)的區(qū)分結(jié)果； 圖7 (a)為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)水稻受蟲害池后的預(yù)測(cè)值和實(shí)際值； 圖7 (b)為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)水稻受蟲害他后的預(yù)測(cè)值和實(shí)際值； 圖7(c)為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)水稻受蟲害1 后的預(yù)測(cè)值和實(shí)際值； 圖中，靜態(tài)頂空采樣器1、進(jìn)氣口 1. 1、玻璃管1. 2、密封板1. 3、支架臺(tái)1. 4、農(nóng)作物苗盆
1.5、電子鼻2、傳感器陣列反應(yīng)室2. 1、第一泵2. 2、第二泵2. 3、標(biāo)準(zhǔn)氣體2. 4、計(jì)算機(jī)3、過濾器4、活性碳5、特氟隆管6。
具體實(shí)施例方式利用揮發(fā)物的農(nóng)作物蟲害診斷方法的步驟如下
1)采用靜態(tài)頂空采樣裝置對(duì)生長期的農(nóng)作物樣品進(jìn)行處理，所述靜態(tài)頂空采樣裝置包括順次連接的空氣過濾器4、活性碳5、特氟隆管6、靜態(tài)頂空采樣器1 ；把農(nóng)作物苗放置在靜態(tài)頂空采樣器1中，將經(jīng)過濾后的潔凈空氣充滿靜態(tài)頂空采樣器1后進(jìn)行密封，農(nóng)作物在靜態(tài)頂空采樣器1中放置15-20min后使用農(nóng)作物蟲害檢測(cè)的電子鼻系統(tǒng)進(jìn)行采樣，所述農(nóng)作物蟲害檢測(cè)的電子鼻系統(tǒng)包括順次連接的靜態(tài)頂空采樣器1、電子鼻2、計(jì)算機(jī)3，電子鼻2 包括傳感器陣列反應(yīng)室2. 1、第一氣泵2. 2、第二氣泵2. 3、標(biāo)準(zhǔn)氣體2. 4 ；傳感器陣列反應(yīng)室
2.1 一端分別與第一氣泵2. 2、標(biāo)準(zhǔn)氣體2. 4相連，傳感器陣列反應(yīng)室2. 1另一端與第二氣泵2. 3相連；
2)對(duì)靜態(tài)頂空采樣器1的農(nóng)作物頂空氣體進(jìn)行采樣，將靜態(tài)頂空采樣器1的頂空氣體導(dǎo)入電子鼻傳感器陣列反應(yīng)室2. 1內(nèi)，采樣時(shí)間為70 s，獲取傳感器陣列與頂空氣體發(fā)生反應(yīng)得到的響應(yīng)信號(hào)；傳感器陣列響應(yīng)信號(hào)是傳感器陣列接觸到頂空氣體后的電導(dǎo)率G與傳感器陣列在經(jīng)過潔凈空氣時(shí)的電導(dǎo)率的比值，即S = G/(V用計(jì)算機(jī)對(duì)得到的響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行分析；
3)提取第60s電子鼻信號(hào)作為特征數(shù)據(jù)，使用主成分分析和線性判別分析方法對(duì)農(nóng)作物蟲害特征數(shù)據(jù)進(jìn)行特征分析；
4)采用逐步判別分析和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立傳感器響應(yīng)信號(hào)與農(nóng)作物樣品蟲害程度之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。所述的步驟1)為將待測(cè)農(nóng)作物苗盛放在靜態(tài)取樣采樣器1中，在密封板1. 3未密封時(shí)開啟空氣泵，泵的流量控制在2L/min，充入經(jīng)過濾的空氣，時(shí)間為^iin ；然后將密封板和進(jìn)氣口密封好，靜置一段15-20min后待測(cè)。所述的步驟2)為頂空氣體由農(nóng)作物樣品揮發(fā)物氣體在靜態(tài)頂空采樣器1形成； 在第一氣泵2. 2關(guān)閉情況下打開第二氣泵2. 3，將靜態(tài)頂空采樣器1的頂空氣體導(dǎo)入電子鼻傳感器陣列反應(yīng)室2. 1內(nèi)，使用的電子鼻其傳感器陣列由10個(gè)金屬氧化物傳感器組成，每個(gè)傳感器每1 s采集一次數(shù)據(jù)，采樣時(shí)，樣品氣體通過電子鼻第二氣泵2. 3以400 ml/min 的速率被吸附到傳感器通道中，經(jīng)過傳感器陣列后由出口排出。所述的步驟3)為原始數(shù)據(jù)為10個(gè)傳感器第60 s的響應(yīng)信號(hào)，即一個(gè)10維向量，利用主成分分析和線性判別分析對(duì)這個(gè)10維向量進(jìn)行特征選擇和特征提取，針對(duì)有無蟲害、不同程度蟲害的農(nóng)作物進(jìn)行分析。所述的步驟4)為使用逐步判別分析BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立電子鼻響應(yīng)信號(hào)與農(nóng)作物樣品蟲害程度之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，將每組不同受害程度的農(nóng)作物樣品隨機(jī)抽取分別作為訓(xùn)練集和預(yù)測(cè)集，使用訓(xùn)練集進(jìn)行建模，用模型對(duì)預(yù)測(cè)集進(jìn)行測(cè)試。用電子鼻傳感器第60s 響應(yīng)信號(hào)作為為特征值作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，建立一個(gè)三層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，蟲害數(shù)量作為網(wǎng)絡(luò)的輸出。
實(shí)施例現(xiàn)結(jié)合示例詳細(xì)介紹本發(fā)明的實(shí)施過程。實(shí)例為利用本發(fā)明對(duì)受到不同的數(shù)量褐飛虱危害后的水稻苗進(jìn)行檢測(cè)，用于對(duì)水稻受害程度進(jìn)行診斷評(píng)價(jià)。選擇優(yōu)質(zhì)早稻品種舟903用于本實(shí)驗(yàn)的研究。水稻育秧后至秧齡20天時(shí)，根據(jù)需要分別移栽于不同大小的塑料盆缽(Φ8 cmX12 cm)中，每盆1株苗，定期澆水施肥，待移栽后25d — 35d，苗高30cm — 40cm時(shí)用于實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行電子鼻實(shí)驗(yàn)前，對(duì)批量水稻苗做接蟲處理，先將每株水稻根莖部用特殊加工的玻璃管(Φ 3cm、高8cm，表面平均分布許多小孔)罩住，將褐飛虱雌成蟲接入玻璃管內(nèi)， 按照接蟲數(shù)量不同(0、5、10、40頭)將水稻苗分成四個(gè)處理(0蟲組、5蟲組、10蟲組、40蟲組)，每個(gè)處理15個(gè)重復(fù)，共60盆苗。在水稻受蟲害2小時(shí)后將褐飛虱與玻璃管移除進(jìn)行電子鼻測(cè)試，在受到蟲害后ai、6h、ia!三個(gè)時(shí)間段分別進(jìn)行電子鼻檢測(cè)。采用一個(gè)基于金屬氧化物傳感器陣列的電子鼻，其傳感器陣列由10個(gè)傳感器組成(表1)。這些傳感器的功能是把不同的氣味分子在其表面的作用轉(zhuǎn)化為可以測(cè)量的物理信號(hào)。電子鼻結(jié)構(gòu)及工作流程如圖1所示。表1傳感器陣列及其性能特點(diǎn)
權(quán)利要求
1.一種利用揮發(fā)物的農(nóng)作物蟲害診斷方法，其特征在于它的步驟如下1)采用靜態(tài)頂空采樣裝置對(duì)生長期的農(nóng)作物樣品進(jìn)行處理，所述靜態(tài)頂空采樣裝置包括順次連接的空氣過濾器(4)、活性碳(5)、特氟隆管(6)、靜態(tài)頂空采樣器(1)；把農(nóng)作物苗放置在靜態(tài)頂空采樣器(1)中，將經(jīng)過濾后的潔凈空氣充滿靜態(tài)頂空采樣器(1)后進(jìn)行密封，農(nóng)作物在靜態(tài)頂空采樣器(1)中放置15-20min后使用農(nóng)作物蟲害檢測(cè)的電子鼻系統(tǒng)進(jìn)行采樣，所述農(nóng)作物蟲害檢測(cè)的電子鼻系統(tǒng)包括順次連接的靜態(tài)頂空采樣器(1)、 電子鼻(2)、計(jì)算機(jī)(3)，電子鼻(2)包括傳感器陣列反應(yīng)室(2.1)、第一氣泵(2. 2)、第二氣泵(2. 3)、標(biāo)準(zhǔn)氣體(2. 4)；傳感器陣列反應(yīng)室(2. 1) 一端分別與第一氣泵(2. 2)、標(biāo)準(zhǔn)氣體 (2. 4)相連，傳感器陣列反應(yīng)室(2. 1)另一端與第二氣泵(2. 3)相連；2)對(duì)靜態(tài)頂空采樣器(1)的農(nóng)作物頂空氣體進(jìn)行采樣，將靜態(tài)頂空采樣器(1)的頂空氣體導(dǎo)入電子鼻傳感器陣列反應(yīng)室(2. 1)內(nèi)，采樣時(shí)間為70 s，獲取傳感器陣列與頂空氣體發(fā)生反應(yīng)得到的響應(yīng)信號(hào)；傳感器陣列響應(yīng)信號(hào)是傳感器陣列接觸到頂空氣體后的電導(dǎo)率 G與傳感器陣列在經(jīng)過潔凈空氣時(shí)的電導(dǎo)率的比值，即S = G/(V用計(jì)算機(jī)對(duì)得到的響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行分析；3)提取第60s電子鼻信號(hào)作為特征數(shù)據(jù)，使用主成分分析和線性判別分析方法對(duì)農(nóng)作物蟲害特征數(shù)據(jù)進(jìn)行特征分析；4)采用逐步判別分析和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立傳感器響應(yīng)信號(hào)與農(nóng)作物樣品蟲害程度之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用揮發(fā)物的農(nóng)作物蟲害診斷方法，其特征在于所述的步驟1)為將待測(cè)農(nóng)作物苗盛放在靜態(tài)取樣采樣器(1)中，在密封板(1. 3)未密封時(shí)開啟空氣泵，泵的流量控制在2L/min，充入經(jīng)過濾的空氣，時(shí)間為^iin ；然后將密封板和進(jìn)氣口密封好，靜置一段15-20min后待測(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用揮發(fā)物的農(nóng)作物蟲害診斷方法，其特征在于所述的步驟2)為頂空氣體由農(nóng)作物樣品揮發(fā)物氣體在靜態(tài)頂空采樣器(1)形成；在第一氣泵 (2. 2)關(guān)閉情況下打開第二氣泵(2. 3)，將靜態(tài)頂空采樣器(1)的頂空氣體導(dǎo)入電子鼻傳感器陣列反應(yīng)室(2. 1)內(nèi)，使用的電子鼻其傳感器陣列由10個(gè)金屬氧化物傳感器組成，每個(gè)傳感器每1 s采集一次數(shù)據(jù)，采樣時(shí)，樣品氣體通過電子鼻第二氣泵(2. 3)以400 ml/min的速率被吸附到傳感器通道中，經(jīng)過傳感器陣列后由出口排出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用揮發(fā)物的農(nóng)作物蟲害診斷方法，其特征在于所述的步驟3)為原始數(shù)據(jù)為10個(gè)傳感器第60 s的響應(yīng)信號(hào)，即一個(gè)10維向量，利用主成分分析和線性判別分析對(duì)這個(gè)10維向量進(jìn)行特征選擇和特征提取，針對(duì)有無蟲害、不同程度蟲害的農(nóng)作物進(jìn)行分析。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用揮發(fā)物的農(nóng)作物蟲害診斷方法，其特征在于所述的步驟4)為使用逐步判別分析BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立電子鼻響應(yīng)信號(hào)與農(nóng)作物樣品蟲害程度之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，將每組不同受害程度的農(nóng)作物樣品隨機(jī)抽取分別作為訓(xùn)練集和預(yù)測(cè)集，使用訓(xùn)練集進(jìn)行建模，用模型對(duì)預(yù)測(cè)集進(jìn)行測(cè)試，用電子鼻傳感器第60s響應(yīng)信號(hào)作為為特征值作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，建立一個(gè)三層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，蟲害數(shù)量作為網(wǎng)絡(luò)的輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用揮發(fā)物的農(nóng)作物蟲害診斷方法。它的步驟如下l)將待測(cè)農(nóng)作物苗盛放在靜態(tài)頂空采樣器中，靜置；2)將靜態(tài)頂空采樣器的頂空氣體導(dǎo)入電子鼻傳感器陣列反應(yīng)室內(nèi)，傳感器陣列與頂空氣體發(fā)生反應(yīng)得到響應(yīng)信號(hào)；傳感器響應(yīng)信號(hào)是傳感器接觸到頂空氣體后的電阻與傳感器在經(jīng)過潔凈空氣時(shí)的電阻的比值；3)提取第60s電子鼻信號(hào)作為特征數(shù)據(jù)，使用主成分分析和線性判別分析方法對(duì)農(nóng)作物蟲害特征數(shù)據(jù)進(jìn)行特征分析；4)采用逐步判別分析和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立傳感器響應(yīng)信號(hào)與農(nóng)作物樣品蟲害程度之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。本發(fā)明克服現(xiàn)有農(nóng)作物蟲害檢測(cè)技術(shù)的缺陷，檢測(cè)方法簡單、操作容易、時(shí)間短、精度高、能較準(zhǔn)確地檢測(cè)農(nóng)作物受蟲害的程度。
文檔編號(hào)G06N3/08GK102353701SQ20111020368
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者周博, 王俊 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)