中国农业气象 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (7): 1050-1062.doi: 10.3969/j.issn.1000-6362.2025.07.013
王阳阳,欧小锋,黄晚华,袁钰容,刘帆,庞昕玮,帅子昂,帅细强
WANG Yang-yang, OU Xiao-feng, HUANG Wan-hua, YUAN Yu-rong, LIU Fan, PANG Xin-wei, SHUAI Zi-ang, SHUAI Xi-qiang
摘要:
基于2023年湖南省怀化市中方县泸阳镇桥上村白天水稻小时尺度的实景照片和人工观测发育期数据,建立水稻移栽期、返青期、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、乳熟期、成熟期发育阶段以及移栽前和收获后共10个发育期的实景图片集,利用图片切割、数据增强等技术,选取基于深度学习18层残差神经网络(ResNet18)、50层残差神经网络变体(ResNet50_vd)、轻量化卷积神经网络(MobileNetV3_large)、高效轻量级卷积神经网络(PPLCNet)、深度卷积残差神经网络(Xception41)和密集连接卷积网络(DenseNet121)6种网络模型对水稻10个发育阶段进行图片识别,分析6种模型在训练集、验证集和测试集的准确率,验证深度学习方法构建的网络模型在水稻发育期智能识别方面的可行性,分析其差异性,以筛选出最优水稻发育期识别模型在业务服务中推广应用。结果表明:6种模型在水稻测试集上的识别准确率保持在92%以上,Xception41模型的准确率最高,达96.19%。测试集水稻移栽前、移栽期、分蘖期、孕穗期、乳熟期和成熟期识别效果最好的模型为Xception41;水稻返青期识别效果最好的模型为ResNet50_vd;水稻拔节期和抽穗期识别效果最好的模型为DenseNet121和Xception41;水稻收获后时期识别效果最好模型为ResNet50_vd和DenseNet121。研究结果为智能识别水稻发育期提供一种思路,证明深度学习模型在水稻实景图片识别中的可行性,可以满足农业气象业务服务的要求。