中国农业气象 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (4): 627-637.doi: 10.3969/j.issn.1000-6362.2026.04.013
• 农业气象信息技术栏目 • 上一篇
杨河,杨红云,孙爱珍,廖宣英,刘智洋
YANG He, YANG Hong-yun, SUN Ai-zhen, LIAO Xuan-ying, LIU Zhi-yang
摘要:
为实现水稻钾素营养胁迫程度的精准、快速识别,以ResNet34为核心构建一种基于SAE−ResNet34的水稻钾素识别方法。以晚稻‘黄华占’为研究对象,设置6个施钾梯度田间试验,施肥总量分别为0(K1)、3.78g·m−2(K1)、9.45g·m−2(K2)、14.17(K3)g·m−2、18.90g·m−2(K4)和28.35g·m−2(K5),基于对水稻分蘖期和拔节期各分蘖茎完全展开的顶三叶叶片扫描所得到的图像数据,在数据预处理阶段加入ESRGAN增强型超分辨率生成对抗网络;在每个残差块中将ReLU激活函数换成Swish激活函数,设计Addition特征融合结构和引入ELA高效局部注意力机制模块,以期解决图像resize后分辨率降低引起部分特征值丢失与网络模型分类准确度较低的问题。结果表明:基于SAE−ResNet34快速识别方法,水稻分蘖期和拔节期的6种钾素胁迫程度的平均识别准确率分别达到了82.87%和84.58%,较原始ResNet34网络分别提高了7.1个百分点和6.7个百分点;混淆矩阵结果表明水稻分蘖期和拔节期最佳识别准确率分别为83.67%的K3处理和89.11%的K4处理;与VGG16、ResNet50、Swin Transformer等图像分类网络相比,SAE−ResNet34网络在精确度、召回率和F1分数上的表现仅稍次于VGG16,训练迭代250次的耗时最短,模型大小为97.49MB,仅比ResNet50大7.43MB,综合表现最佳。综上,基于SAE−ResNet34网络模型的识别方法能快速、准确对水稻分蘖期和拔节期的钾素营养胁迫程度进行识别,可为水稻等作物的营养诊断识别提供科学参考。