李朋成， 刘 含， 赵龙莲， 李军会*

1. 中国农业大学信息与电气工程学院， 北京 100083 2. 中国农业大学， 教育部现代精细农业系统集成研究重点实验， 北京 100083

引 言

植物叶片是光合作用的重要器官， 叶片含水量的变化会影响到叶绿素活体的改变， 水分亏缺会直接影响作物的生长[1]。 实现活体作物叶片不同区域以及近地冠层的水分含量检测， 可为研究作物生长中的水分胁迫响应机制， 以及旱情监测、 精准灌溉等提供有效技术手段[2]。 当前， 植物叶片水分多采用烘干法等化学测量方法， 这些方法费时费力且不可重复， 而光谱技术具有精确、 无损、 快速等特点[3]。 近红外高光谱成像技术是新一代光电检测技术， 同时结合了近红外和高光谱成像的优点， 既包含了样品的丰富化学特征信息， 又可得到像素级图谱信息[4]， 但仪器具有大体积、 大重量、 低光通量的特性， 需要外部光源， 难以在田间实现活体叶片检测。

目前， 近红外相机具有小体积、 小重量， 可调节的光圈和大口径的镜头使得不需要辅助光源也能实现在线测量[5]。 由于近红外相机不具有波长分辨能力， 一般多应用于影像分析[6]， 在近红外相机镜头前加装不同中心波长的带通滤光片， 使选择的波段与待测物质成分具有强相关性， 便可设计出有波长分辨能力的多光谱仪器[7-8]； 如高建树[9]等基于水和冰在近红外光谱下的不同反射率， 选择1 160和1 260 nm两个波段的滤光片定量识别机翼积冰厚度； Ishii[10]等观测脂肪对近红外光的吸收强度， 发现在1 200 nm波段量化动脉粥样硬化的潜力， 开发出血管的光谱成像系统；……