光譜及成像技術在農業中的應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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何勇 等 著

圖書標籤:

• 農業科技
• 光譜分析
• 成像技術
• 精準農業
• 作物監測
• 植物生理
• 遙感
• 農業信息化
• 非破壞性檢測
• 農業工程

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030465566

版次：1

商品編碼：11847196

包裝：精裝

叢書名： 現代農業高新技術叢書

開本：16開

齣版時間：2015-12-01

用紙：膠版紙

頁數：292

正文語種：中文

內容簡介

　　《光譜及成像技術在農業中的應用》係統地介紹瞭光譜技術及光譜成像技術，並在講清基本知識和基本原理的基礎上，分析瞭國內外研究的全新成果，重點展示瞭光譜技術與光譜成像技術在農業上應用的成果。《光譜及成像技術在農業中的應用》是多個國傢高技術研究發展計劃（863計劃）項目、國傢科技支撐計劃項目研究成果的展現，實現瞭理論與應用的統一。《光譜及成像技術在農業中的應用》共包含三大篇內容，其中基礎篇介紹瞭光譜技術及光譜成像技術的發展曆史、光譜分析基礎、光譜分析儀器等；方法篇涉及對光譜及圖像信息的預處理、數據的壓縮、特徵變量提取、聚類分析、迴歸分析等的介紹：應用篇展示瞭光譜及成像技術在土壤—環境信息、農作物信息、農産品和食品品質檢測中的應用實例。

目錄

前言
基礎篇
第1章　概述
1.1光譜技術在農業中的應用
1.1.1光譜技術在土壤檢測中的應用
1.1.2光譜技術在農作物檢測中的應用
1.1.3光譜技術在農産品檢測中的應用
1.1.4存在問題與應用展望
1.2光譜成像技術在農業中的應用
1.2.1光譜成像技術在土壤檢測中的應用
1.2.2光譜成像技術在農作物檢測中的應用
1.2.3光譜成像技術在農産品檢測中的應用
1.2.4存在問題與應用展望
1.3小結
參考文獻
第2章　光譜分析基礎
2.1電磁輻射與波譜
2.1.1光——電磁輻射基礎
2.1.2光與物質的相互作用
2.1.3光譜分析方法及其分類
2.1.4分子能級與分子光譜
2.1.5光譜分析基本定律和原理
2.2原子分子振動分析
2.2.1微振動經典力學
2.2.2振動簡正模式
2.2.3簡正坐標
2.2.4其他類型坐標
2.3典型官能團的光譜特徵
2.3.1烷烴類
2.3.2烯烴類
2.3.3炔烴類
2.3.4芳香族化閤物
2.3.5羥基化閤物
2.3.6羰基化閤物
2.3.7胺和酰胺類
2.3.8碳水化閤物
2.3.9氨基酸、多肽和蛋白質類
2.3.10聚閤物類
2.4光譜分析的理論基礎
2.4.1分子光譜
2.4.2原子光譜
2.4.3二嚮反射光譜
2.5光譜成像理論基礎
2.5.1可見—近紅外光譜成像技術
2.5.2拉曼光譜成像技術
2.5.3核磁共振成像技術
2.5.4x射綫成像技術
2.5.5紅外熱成像技術
2.5.6熒光成像技術
2.6小結
參考文獻
第3章　光譜及光譜成像儀器
3.1光譜分析儀器概述
3.1.1基本構造
3.1.2主要性能指標
3.1.3主要分類
3.1.4主要生産廠傢
3.1.5發展趨勢
3.2典型光譜分析儀器
3.2.1紫外可見分光光度計
3.2.2近紅外光譜儀
3.2.3中紅外光譜儀
3.2.4拉曼光譜儀
3.2.5核磁共振波譜儀
3.2.6太赫茲光譜儀
3.2.7激光誘導擊穿光譜儀
3.2.8其他類型光譜儀
3.3光譜成像儀器
3.3.1基本構造
3.3.2主要性能指標
3.3.3發展趨勢
3.4典型光譜成像儀器
3.4.1多光譜成像光譜儀
3.4.2可見—近紅外高光譜成像儀
3.4.3顯微拉曼光譜成像儀
3.4.4紅外熱成像儀
3.4.5核磁共振成像儀
3.4.6X射綫成像光譜儀
3.4.7熒光成像光譜儀
3.4.8其他成像儀
3.5小結
參考文獻
方法篇
第4章　數據分析基礎
4.1概述
4.2化學計量學
4.2.1定義
4.2.2發展曆史
4.2.3主要內容
4.2.4在光譜分析中的應用
4.3數理統計基礎
4.3.1誤差分析
4.3.2均值與方差
4.3.3統計分布
4.3.4置信區間
4.3.5顯著性檢驗
4.3.6模型評價
4.4小結
參考文獻
第5章　樣本選擇方法
5.1概述
5.2樣本集選擇
5.2.1隨機選擇法
5.2.2Kennard—Stone算法
5.2.3SPXY算法
5.2.4Duplex算法
5.2.5含量梯度法
5.2.6GN距離法
5.2.7相似樣品剔除選擇法
5.2.8Kohonen網絡法
5.2.9最鄰近規則法
5.2.10最大最小距離法
5.3異常樣本剔除
5.3.1主成分分析法
5.3.2殘差法
5.3.3濛特卡羅偏最小二乘法
5.3.4杠杆值法
5.3.5狄剋遜檢驗法
5.3.6肖維勒準則法
5.3.7格魯布斯檢驗法
5.3.8DFFITS法
5.3.9K最鄰近距離法
5.3.10Cook距離法
5.3.11馬氏距離法
5.3.12歐氏距離法
5.3.13光譜殘差法
5.3.14多變量修剪法
5.3.15最小協方差行列式法
5.3.16半數重采樣法
5.3.17最小半球體積法
5.4小結
參考文獻
……
第6章　光譜預處理方法
第7章　數據壓縮與特徵提取
第8章　特徵波長選擇方法
第9章　模式識彆方法
第10章　迴歸分析方法
應用篇
第11章　高光譜圖像處理方法
第12章　核磁共振成像方法
第13章　光譜信息數據處理典型軟件與工具
第14章　土壤信息檢測
第15章　農作物信息檢測
第16章　農産品品質與安全檢測

前言/序言

探索生命健康的微觀視角：從細胞成像到分子診斷 這是一本引人入勝的書籍，它將帶領讀者深入瞭解現代生命科學研究中至關重要的工具——成像技術。本書並非關注宏觀的農業領域，而是聚焦於我們肉眼無法觸及的微觀世界，揭示細胞、組織乃至分子層麵的奧秘，以及這些微觀洞察如何驅動疾病的診斷、治療和生命健康的整體進步。 本書從最基礎的細胞結構成像講起，逐層深入，帶領讀者領略不同成像技術在解析生命活動中所扮演的關鍵角色。我們將首先探討顯微鏡學的革命性發展，從早期光學顯微鏡的有限分辨率，到共聚焦顯微鏡、超分辨顯微鏡等技術的齣現，如何以前所未有的清晰度讓我們得以窺探細胞內部精密的細胞器，觀察細胞骨架的動態變化，以及追蹤蛋白質的精確定位。例如，讀者將瞭解到，通過巧妙運用熒光染料和激光掃描，科學傢們能夠實現對活體細胞內特定分子標記的實時追蹤，揭示細胞遷移、信號傳導以及能量代謝等關鍵生命過程。本書不會簡單羅列技術名稱，而是深入解析每種技術背後的光學原理、成像策略以及它所能解決的科學問題。 接著，本書將重點介紹高通量成像技術在藥物篩選和疾病模型研究中的應用。在現代藥物研發中，快速、準確地評估候選藥物的有效性和毒性至關重要。本書將詳細闡述，如何利用自動化顯微成像平颱，配閤大量的細胞或組織樣本，結閤先進的圖像分析算法，實現對數以萬計化閤物的篩選。讀者將瞭解到，這些高通量成像技術是如何幫助科學傢們快速識彆齣具有治療潛力的分子，加速新藥的開發進程。同時，本書還將探討如何利用成像技術構建和分析疾病模型，例如癌癥模型，通過觀察腫瘤細胞的生長、侵襲和對治療的反應，來深入理解疾病的發病機製，並評估不同治療方案的療效。 本書的另一個重要篇章將聚焦於分子成像技術在診斷學上的突破。隨著對疾病分子基礎認識的不斷深入，分子成像技術已成為疾病早期診斷、預後評估和療效監測的強大工具。我們將深入解析熒光成像、化學發光成像、以及放射性核素成像等技術，並探討它們如何被應用於檢測特定的生物標誌物。例如，本書將詳細介紹在癌癥診斷中，如何利用熒光標記的抗體或核酸探針，靶嚮腫瘤細胞錶麵的特定受體或細胞內的突變基因，從而實現早期、精準的診斷。本書還會提及PET（正電子發射斷層顯像）和SPECT（單光子發射計算機斷層顯像）等分子成像技術，解釋它們如何通過示蹤劑的分布來反映身體內部的生理病理變化，為醫生提供重要的臨床決策依據。 此外，本書將詳細探討多模態成像技術的融閤與協同。現實世界中的生物過程往往復雜而多維，單一的成像技術往往難以全麵捕捉其精髓。因此，將不同成像技術的優勢結閤起來，實現多模態成像，成為現代生物醫學研究的重要趨勢。本書將深入探討如何將光學成像與核磁共振成像（MRI）、計算機斷層掃描（CT）等技術相結閤，形成互補的成像方案。例如，讀者將瞭解到，通過將高分辨率的光學成像與MRI的宏觀解剖信息相結閤，科學傢們能夠實現對病竈的精確定位和深入的組織學分析。這種多模態方法的融閤，極大地提升瞭成像的診斷能力和研究深度。 本書還將前瞻性地探討人工智能（AI）在成像技術中的驅動作用。海量的成像數據給傳統分析方法帶來瞭巨大挑戰，而AI，特彆是深度學習，正以前所未有的速度改變著成像數據的解讀方式。本書將詳細闡述，如何利用AI算法進行圖像去噪、分割、特徵提取和定量分析，從而提高成像結果的準確性和效率。例如，讀者將瞭解到，AI模型如何能夠自動識彆和量化細胞形態學特徵、識彆微小的病變區域，甚至預測疾病的發生和發展趨勢。AI的融入，不僅提升瞭成像技術的性能，也為從龐大數據中挖掘有價值的生物信息提供瞭強大的動力。 本書的另一特色在於，它將深入解析成像技術在不同生命科學領域中的具體應用案例。從神經科學領域對大腦活動的可視化，到免疫學領域對免疫細胞行為的追蹤，再到發育生物學領域對胚胎發育過程的動態觀察，本書都將提供生動而詳實的案例分析。讀者將瞭解到，成像技術是如何幫助科學傢們理解神經信號的傳遞機製，揭示免疫係統如何對抗病原體，以及觀察細胞如何協同工作以形成復雜的組織和器官。這些具體的案例將幫助讀者更好地理解成像技術在解決實際科學問題中的價值。 最後，本書還將討論成像技術麵臨的挑戰和未來的發展方嚮。例如，如何提高成像分辨率的同時保持成像速度，如何開發更安全、更高效的示蹤劑，以及如何進一步降低成像設備的成本，使其在更廣泛的範圍內得到應用。同時，本書也將展望未來，例如單細胞成像、空間組學成像等前沿技術，以及它們可能為生命科學研究帶來的新機遇。 總而言之，這本書是一次關於生命健康微觀探索的深度旅程。它將以嚴謹的科學態度、清晰的邏輯結構和豐富的案例，為讀者呈現一場關於成像技術的盛宴。無論您是生物醫學領域的學生、研究人員，還是對生命科學充滿好奇的讀者，本書都將為您打開一扇通往微觀世界的大門，讓您深刻理解成像技術如何成為我們理解生命、對抗疾病、守護健康不可或缺的強大武器。它將激發您對生命之美的驚嘆，以及對科學探索的無限熱情。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排極具匠心，它遵循瞭一種從宏觀到微觀，再由技術到管理的遞進邏輯。開頭部分對全球糧食安全與精準農業需求的宏觀背景描繪，立刻將讀者的思緒拉入一個廣闊的時代命題之中，讓人意識到手中這本技術手冊的重要性不僅僅在於操作層麵，更承載著社會責任。隨後，作者巧妙地將各種成像原理——從可見光到高光譜，再到熱紅外——進行對比分析，這種橫嚮的比較使得讀者能迅速建立起對各類技術的清晰認知。我特彆欣賞作者在章節過渡時使用的平滑技巧，仿佛是精心編排的一場技術交響樂，每一個聲部都在恰當的時機齣現，既保持瞭節奏感，又不失內容的密度。閱讀過程中，我不斷地被引導去思考如何根據不同的經濟投入和作物類型，選擇最經濟、最高效的技術組閤。這是一種高屋建瓴的指導，遠超齣瞭單純的技術說明書的範疇。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，這本書的專業術語密度相當高，但作者的行文節奏控製得非常好，成功地在保持學術嚴謹性的同時，避免瞭讓讀者感到窒息的枯燥感。特彆是關於成像係統校準和係統集成的那幾章，那些復雜的轉換矩陣和誤差分析，在作者的筆下被分解成瞭易於理解的步驟，就像在拆解一颱精密儀器，每一步驟都清晰可見，讓人倍感踏實。我感覺作者是在用一種傳道授業的謙遜態度與讀者交流，而不是高高在上的學術說教。書中包含的許多錶格和插圖，不僅是內容的補充，更是對核心概念的視覺化總結，大大減輕瞭理解的認知負荷。這些圖錶的設計兼具美觀性與實用性，很多我都直接打印齣來貼在瞭工作颱旁，以便隨時查閱。這本書的價值在於，它不僅教會瞭我們“是什麼”和“怎麼做”，更深入地探討瞭“為什麼”，這種對底層邏輯的追溯，纔是真正提升專業素養的關鍵所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事風格非常獨特，它仿佛是一位經驗豐富的老農，帶著你一步步走進現代農業的科技田地裏。文字並不晦澀，反而充滿瞭生活化的比喻和生動的案例，使得那些原本高深的物理學概念變得觸手可及。我特彆喜歡作者在描述技術落地場景時的那種熱情洋溢，比如如何利用無人機搭載的先進設備，實時監測大麵積農田的病蟲害發生情況，並迅速給齣精準的噴藥建議。這種“知行閤一”的寫作方式，極大地激發瞭我對將理論付諸實踐的渴望。其中關於光譜特徵庫建立的部分，簡直是一部實戰指南，它詳細記錄瞭不同作物在不同生長階段和受脅迫狀態下的“光譜指紋”，這種細緻入微的觀察，體現瞭作者對農業生態係統有著近乎偏執的關注。讀起來，我仿佛能聞到泥土的芬芳，感受到陽光下作物生長的勃勃生機，技術不再是冰冷的工具，而是服務於生命成長的智慧結晶。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都令人驚嘆，它在探討農業技術的前沿應用時，展現齣一種紮實的科學功底和對實際問題的深刻洞察力。我尤其欣賞作者在構建理論框架時的嚴謹態度，每一個概念的引入都水到渠成，邏輯鏈條清晰可見。書中對傳感器原理的闡述非常到位，讓我這個非專業人士也能理解其中的復雜機製。例如，在討論如何通過非接觸式測量來評估作物營養狀況時，作者沒有停留在錶麵，而是深入剖析瞭不同波段光譜與植物生理指標之間的定量關係，這對於指導現場實驗設計具有極高的參考價值。此外，作者對數據處理和圖像重建部分的講解，也體現瞭其豐富的實踐經驗，那些關於噪聲抑製和特徵提取的技巧，無疑是實踐者們夢寐以求的“獨門秘籍”。讀完這部分內容，我感覺自己手中的數據不再是雜亂無章的集閤，而是蘊含著巨大信息寶藏的礦脈，等待著被精準地挖掘齣來。這種從基礎原理到高級應用的無縫銜接，極大地提升瞭閱讀體驗，讓人在學習新知識的同時，也對農業信息化的未來充滿瞭信心和期待。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書中關於圖像處理算法的介紹感到非常滿意，它超越瞭許多同類書籍中對算法的簡單羅列，而是深入探討瞭特定農業場景下算法選擇的閤理性與局限性。作者對捲積神經網絡在目標識彆中的應用進行瞭深入的剖析，特彆是針對農作物錶觀特徵多變性的優化策略，非常具有啓發性。我發現書中對於“假陽性”和“假陰性”在農業決策中的不同影響進行瞭細緻的量化分析，這對於風險管理至關重要。更讓我眼前一亮的是，作者並沒有迴避不同技術路綫之間的優劣比較，而是坦誠地指齣瞭當前技術麵臨的瓶頸，例如在復雜光照條件下的魯棒性問題。這種批判性的思維貫穿始終，使得整本書的論述更加立體和可信。它鼓勵讀者不僅僅是吸收知識，更要學會質疑和創新，這對於推動行業發展是至關重要的。

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