Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Оценка состояния посевов овощных культур с использованием спектрометрических измерений

ВАК РФ 11.00.09, Метеорология, климатология, агрометеорология

Автореферат диссертации по теме "Оценка состояния посевов овощных культур с использованием спектрометрических измерений"

1 0"СгЗ' 3

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

АГРОФИЗИЧЕСКИЙ НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

На прозах рукописи

КЛЕЙНЕР

Лев Борисович

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ- ПОСЕВОВ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИИ

Специальность: 11.00.0? - метеорология, климатология,""агрометеорология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт -Пете рбург 1992

• ЧГ- <✓ » Ч

Работа выполнена в Одесском гидрометеорологическом

институте

Научние руководители: доктор географических наук, профессор Р.. Н, Полевой; кандидат географических наук А, Д. Клещенко.

Официальные оппоненты: доктор технических наук Л. П.Фодченко кандидат технических наук А, И. Брежнев.

Ведущая организация ВНИЦ "ЙИЯС-Дгрорессурсы", г. Москва.

Защита состоится ОПреЛЯ 1392 года в #*час на заседании Специализированного совета К 020.21.01 при Агрофизическом научно-исследовательском институте по адресу: 195220, Санкт-Петербург, Грааданский пр., 14;-'

С диссертацией ыоино ознакомиться в библиотеке А0И.

Автореферат разослан " " <ре&р£}/}Я 1992 г.

Отзывы в 2-х экземплярах, заверенные гербовой печатью учрекдения, просим направлять по. адресу: 195220, Санкт-

Петербург, Гражданский пр., 14, ЙФИ,

Учений секретарь Специализированного совета, кандидат физ.-ыат, наук

Т. Ы. Брунова

«г" ?

^•тдел I

. 0Б5ЛЯ ШЯШРИСШЯ РАБОТЫ

йкгуалькисгь проблем. Оперативная оценка состояния .;.чот,"~

ми "по«ва - растительность" является яепэходлаим элеме^го:: г,¿л контроле и управлении ходом продукционного процесса, Зта информация используется при оценке экологического состояния посева, назначении норм и сроков поливов, проведения агротехнических мероприятий, прогнозирования длительности мекфазных периодов, сроков готовности и валового сбора.

Внедрению методов дистанционного зондирования з практик;! сельского хозяйства в значительной степени ¡¡реп.1тст;<"от отсутствие соответствупцих методических разработок. Восполнений этого пробела применительно к посевам своцных культур, характеризующихся небольшими посевными плоцадями и, в соответстии с этим, потребностью в применении дистанционных методов призывного либо наземного зондирования, посадцена данная работа.

Среди дистанционных методов оперативней оцен.ги состояниз системы "почва - растительность" наиболее перспективными являются оптические методы измерения, ислользушцие зависимость отражательных свойств посевов от состояния растительного покрова. Для внедрения оптического метода применительно к посевам этдельных'видов овощных культур необходимо математическое описание системы "растительный покров - оптические свойства" и средства приборной реализации метода. Применительно к посевам звоцных культур обе эти составляющие отсутствует. Поэтому диссертационная работа, посвященная вопросам метод..чзского, математического и приборного обеспечения метода дистанционного зен-цирования посевов овоцних культур (на примере томатоз), имеет закное народнохозяйственное значение» что определяет ее актуальность.

Целью данной работы является разработка методики приые-

1ения оптических методов для оценки состояния посева овоцних {ультур в процессе их развития.

Основные задачи, подлежациэ решении для реализации дистанционного зондирования системы "почва - растительность":

1) выбор ограниченного набора параметров, характеризующих состояние системы "почва - растительность" и ее оптичес-<их свойств;

2) разработка экспресс - метода и средства контроля площади листовой поверхности;

3) исследование свойств системы "почва - растительность" па данный ее биометрических и фенологических наблюдений и из-иервний оптических свойств посевов овощных культур;

4) исследование фотографического и фотометрического методов контроля состояния посевов и оценка границ их применимости для посевов овоцных культур;

5) анализ методов математического описания системы "почва - растительность", разработка алгоритмического и программного обеспечения автоматизированных систем построения регрес-сио.чнкх и факторных моделей;

6 у' построение математических моделей взаимосвязи олти-чсцких свойств системы почва - растительность с параметрами, характеризующими состояние этой системы в процессе развития посевов:

7) отработка методики оптимального сочетания исследований в лабораторных и полевых дсловиях при внедрении оптического метода контроля посевов овощных культур.

Методика исследований. Оценка состояния объекта (посева

либо ииитирцацей системы) производится по модели взаимосвязи параметров, характеризующих объект и его оптические свойства. Для описания объекта использовались многомерные статистичекие модели (регрессионные и факторные), построенные по результатам проведенных экспериментальных исследований.

Научная новизна выполненных разработок и исследований состоит з той, что впервые исследованы оптические свойства системы "органы томатов - почва" в области длин волн 400 - 1100 на и отражательные свойства посевов томагов в видимой и ближней инфракрасной области в течение всего вегетационного периода; для моделирования оптических свойств посевов в процессе их развития использован метод главных факторов с косоугол-ьным вращением; выбор метода оценки состояния посева осуществлен по результатам моделирования, в котором сравнивались модели, использувцив различные параметры (спектральные коэффициенты отражения (СКО) и яркости, зональные отношения и вегетационные индексы, цветовые характеристики, главные факторы на СКО).

Практическая значимость работы

Результаты диссертационной работы могут быть использованы для оценки состояния производственных посевов томатов и других овощных культур в процессе их росга и развития.

Разработан макет простого и надежного прибора для определения площади листовой поверхности цаетительных покровев экспресс-методом.

На основе математичекого моделирования предложен метод контроля процосса развития и определения даты наступления фазы развития томатов.

Разработана методика применения и программное обеспечение метода главных факторов» которые могут бить широко исполъзозз-ны для описания посевов сельскохозяйственных культур и других биологических объектов.

Реализация результатов исследований

Разработанные методы и средства контроля состояния посевов томатов в составе исследований по Всесоюзной целевой научно-технической программе 0.Ц.025 прошли экспериментальная проверку, одобрены, приняты меиведокстзенной комиссией и рекомендованы к проверке в полупроизводственннх условиях.Ндельный экономический эффект от применения управляемой технологии при внедрении в производство составляет по результатам экспериментальной проверки 435.1 руб/га.

Результаты исследования является составной частьэ разработанных при выполнении темы Л2086 (ВНИПКН "Консервпромкомплекс", Агрофизический научно-исследовательский институт ВЙСХНМ) методики совместного использования модели и инструментальных средств контроля состояния посевов в системе ИБО по управлзнив процессом производства томатов и овощного гороха для промышленной переработки.

Разработанное программное обеспвчение метода главных факторов было использовано для анализа влияния качества питьевой роды на показатели водно-солевого и кислотно-основного обмена ви- • вотных при выполнении НИР; "Разработать способ приготокльпи-воды и дать оценку ее влияния на организм" и хоздоговорных работ с ЮяНИИ Морского лота ММФ СССР, Внедрэние предлагаемого метода позволило существенно сократить трудоемкость исследав/1-ваний и упростить интерпретацию их результатов.

Аплробация работы.

Результата работы били дологены: на Первой республиканской конференции по автоматизации научных исследований С Киев,19793; III Всесоюзном семинаре "Вопросы разработки, и использования обцэсистемиого обеспечения (5СН к применения экономико-ыатемати-ческих методов в планировании развития лицевой промысленности и ее отраслей" (Одесса,1985); Всесоюзной конфервнции "Измерительна;: и вычислительная техника в управлении производственники процессами в АПК" (Ленинград,1988); Третьей научно-практической конкуренции с ыеадународныа участием "Современные проблемы ги-гиено-эпкдемиоли'ического обеспечения транспорта" С Варна,1989); Фк :ско~советском сеаинаре "АЛЛ и прикладное программное обеспе-чение"(Ленияград,1990); Международной научно-технической конференций ."Челсгек-среда-судко'ЧЛенинград, 1991).

Публикации

Оснсвное содержание работы опубликовано в 13 научннх -а-ботах, Список-ириведен в конце авторзферата.

Объем работы

Диссертационная работа изло1ена на 167 стр. маиинописного - ?кста, иллюстрируется 1Е рисунками, содержит 29 таблиц, состоит из введения,5 глав, заключения и списка литературу из 144 наименований.

Во введении содержится обоснование актуальности работы,

описание научно-технических направлений в рамках которых выполнялась эта работа, места ее проведения и аппробации,

В главе 1 описан объект исследования, обсуядавтся вопросы

выбора инструментального метода оперативной оценки состояния посевов и способов описания оптических свойств систем кивой природа. Сформулированы цель работы и основные задачи, подлеяа-цие реязениа. - •

Гг.аьа 2 посвящена вопросам выбора набора контролируемых

параметров и их обеслеченности средствами измерения.

Состояние посевов токагов нами оценивалось по о&цей биомассе, иассе растений по органам, листовому индексу и степени " превк-ивного покрытия растительностью. Набор контролируемых показателей варьировался в зависимости от фазы развития посева. Для Исследования оптических своГсте посевов томатов и систем

"органы томатов - почва" были использованы спектральные коз£?п-циэнты отражения и яркости в области длин волн 400 ... 1100 кч, наборы зональных отнонений и вегетационных индексов, предлагаемых отечественными и зарубежными исрледователями (Б. В. Виноградов, К. Я. Кондратьев, Ц. Я. Гякер и др.), цветение характеристики и главные факторы на СКО.

Одним из основных показателей состояния растительного покрова является площадь листовой поверхности.Традиционные методы ее определения (ручное планиметрирование, метод внеечек, определение лри помощи геометрических формул по отдельным элементам листа, полузмпирические расчетные методы) весьма Трудоемки, несовершены и -не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к экспресс-мэтодаа и методам массового контроля.

По. результатам анализа литературных и патентных источников была обоснована целесообразность приборной разработки, в основе которой залоаен фотометрический метод.Экспериментально было подтверядено преимущество фотометрического метода перед методом высечек и весовым методом при определении площади листовой поверхности, приходящейся на единицу плоцади поля. Предлагаемый метод обладает достаточно высокой точностью и быстродействием.

Разработан макет прибора для измерения плозади листовой поверхности", предназначенный для работы в условиях полевой лаборатории, Он представляет собой двухканальнкй фотэпланимэтр, конетуктивно выполненный в виде двух блоков - измерительной ка-иеры и вторичного прибора, В измерительной камере расположена эталонная пластина, кассеты с листьями, оптические схемы измерительного и сравнительного каналов. Вторичный прибор содержит зоказыэавщие приборы обоих каналов и автотрансформатор. Измерительный канал предназначен для измерения светового потока, этракокяого* от всей рабочей поверхности кассеты с !«и?рягмой фигурой. Этот поток зависят от шоцади нзнеряемой фигуры, ее ЧВвга и величины падавшего светового потока,' Сревнйтелыий назад предназначен для измерения светового потока, отраженного зт площадки полностьп закрытой изиеряеним листо:«. Ом только от цвета измеряеной фигуры н падавцего созт^.сзг! потока. Наличие автотрансформатора позволяет стабоеизкрсзмь п-1: :' "Л

£

на рабочую поверхность кассеты световой поток. Площадь измеряемой фигуры определяется по уравнении градуировки, приведенном!!

в паспорте прибора.

В результате исследования метрологических характеристик ...

2

прибора установлено, что в диапазоне измерения 40 ... 500 си • с доверительной вероятностью Р = 0.S5 приведенная погрепность составляет А'/.. Время цикла измерения - i мин. Допустимый диапазон изменения напряжения 170 ... 300 В.

Какет измерителя площади ФЛК-01 в течении двух полевых сезонов безотказно эксплуатировался при определении, площади листьев томатов и массы единицы площади листовой поверхности различных участков посева.

Глава 3 посвсцена вопросам методики проведения экспериментальных исследований в лабораторных и полевых условиях.

Б лабораторных условиях исследовались спектральные коэффициенты отражения органов томатов и почвы в области длин волн 400 ... 1100 нм, спектральные коэффициенты пропускания фрагментов посевов .экспонированных на цветную.обратимую пленку и центовые характеристики.Измерения проводились на спектрофотометрах СФ-10, С0-18, СФ-26 и цветокере "Радуга".

Полевые условия вкличали в себя исследования в полевой лаборатории, на пилотной установке и в посеве томатов. Исследования проводились на специализированном полигоне НПО "Кон-сервпромкомплекс" С совхоз-завод "Озидиопольский") и на производственных полях совхоза "Др.унба" с. Дальник Одесской области. В условиях полевой лаборатории проводился контроль биометрических характеристик образцов растительности, подготовка и контроль работоспособности фотометрической аппаратуры, Контроль площади листовой поверхности осуществлялся с использованием прибора Ф1Ж-01, остальные биометрические характеристики определялись по общепринятым методикам.

Измерение отражательных свойств объектов проводилось трех-

канальным линзовым фотометром ЛФЗЛ-01 собственной разработки,

позволявшим измерять спектральные коэффициенты яркости на дли-

о

нах волн 560, 6В0 и 800 ни. Угол зрения фотометра 15 . Конструктивно прибор выполнен в виде .кассеты, ирепяцейся на выносной консоли самоходного шасси Т15М и имеет два фиксиро- . ванных положения, Кглнее положение фотометра используется дла-(

измерения отраяательных свойств растительного' покрова,верхнее-для измерения падающего светового потока.

Контроль работоспособности фотометра проводился по результатам измерений отраяательных свойств эталона перед каядой серией измерений в посеве. В качестве эталона использовалась матированная светлосерая поверхность представлявшая собой алвми-ниевый лист, покрытый водоэмульсионной краской.

Пилотная установка представляла собой ограниченную площадку почвы, подобной почве исследуемого посева. Размер пло-цадки (0.8 н * 0.8 м) соответствовал поли зрения фотоме-ра, установленного на высоте 3 и. Объектом исследования являлись площади проективного покрытия почвы органами томатов. Измеряемые площади проективного покрытия в этом эксперименте варьировались на 4 уровнях в трехкратной повторности, при этой комбинация уровней факторов имитировала определенную фазу развития. Для основных компонентов посева диапазон изменения урозней факторов лезал в пределах 0.0 - 1.0. Всего было произведено свыше 250 опытов.

Исследования отрааательных свойств посевов проводились в течение всего процесса развития посевов томатов. Они состояли из градиировочных и рабочих измерений, Градуировочные измерения вклгачали в себя операции по измерении оптических свойств выделенных площадок с растительность® и после ее удаления. Параллельно проводились определения обчей биомассы, биомассы по органам, степень проективного покрытия растительностьв и площадь листовой поверхности. Степень проективного покрытия оценивалась по результатам определения затемненной растительной массой площади на чернобелой фотографии измеряемой плоцадки. Рабочие измерения проводились на выделенной трассе, сохранявшей естественное состояние растительного покрова в течение всего процесса роста и развитая посева.

На каадой фазе развития проводилось не менее 3 серий измерений. Всего в процессе градуировочных измерений было проведено около 100 паралелльных определений оптических' и биометрических свойств посевов.

Цикл измерений оптических свойств посева вклшчал измерения на всех каналах фото^гтра и контроль осБвцениости в начале и конца серии измерения. Измерения проводились при устойчизой по

освецзнности погоде,

В глазе 4 описывается разработанное математическое обеспечение, прадставляючее собой два комплекса программ.

• 1.Автоматизированная система статистической обработки дан-ких.

Систолы позволяет проводить в автоматическом режиме статистический анализ рядов наблюдений исходной информации, отсев анормальных результатов наблюдений, корреляционный анализ, выбор структуры, построение и оценку качества регрессионной модеме и

Система ьялвчарт в свои ряд моделей-подпрограмм, входяччх в состав стандартного математического обеспечения' ЕС ЭВМ, и ряд оригинальных подпрограмм, разработанных автором,Автоматизация проведения расчетсз достигается введением блока "Расчет критических значений статистических характеристик". Суцность алгоритма этого блока сводится к выражения подлежащей расчету.статистической характеристики через квантиль Р-раслределения. Затеи производится расчет квантили Р-распределения по разработанная автором аппроксимирующим формулам, с использованием программ расчета квантиля нормального распределения. В блоке рассчитывав тся все необходимые для проведения проверки статистических гипотез критические значения. Предлагаемый алгоритм расчета квантиля Р-распределения позволяет существенно сократить врекя его определения и требуемого объема оперативной памяти по сравнении с принятой программной реализацией стандартного мат-обеспечэния ЕС ЗВЙ.

2.Комплекс программ факторного анализа.

Предназначен для ранения четырех проблем факторного' анали-' за (общности,факторов.вращения, измерения факторов и оценки качества факторной модели)

Дополнительно к стандартному программному обеспечению ЕС ЗБИ были разработаны программы, реализующие проверку значимости всей корреляционной матрицы по критерию Бартлета; статистический тест проверки целесообразности выделения фактора; определение вектора обцностей переменных , анализ составляющих каждую общность переменных и проверка адекватности ее представления коэффициентом мнскественной корреляции; решение проблем факторов и.вращения в рамках факторного (а не компонентного) анали-

за; расчет критических значений критерия Баргмана по аллрокс;: иирующим формулам; реиение проблемы измерения факторов и оценки качества факторной модели.

Разработанный коплекс программ секторного анал::?а бал использован для исследования системы "оргаки томатов - почва".

Алгоритм оценки компонентного состава вклвча'л два основных этапа: проведение факторного анализа техники Q и построение регрессионных.моделей На главные факторы компонент исследуемой системы; построение регрессионных моделей факторных осей F, как функций спектральных коэффициентов отраженна.

Факторная ось F1 Используется для сценки колгчестпо плодов технической спрюсти,F2 - д^я оценки количества зеленых листьев и F3 - для оценки количества зеленых плодов.

Полученные регрессионные модели осей имевт вид:

F = 0.5? + 0.68 Р - О.90 р +0.57 О

1 J 680 750 700

F = 0.05- 0.1? р +0.88р - 1.20 О -

2 J &эо. J 7s0 ■> 560

- 0.89л * 1.050

/ 630 j 500

f = 0.22 + 0.14 р - 0.17 О - 0.20 О .">

3 JS60 750 J 440

Разработанное программное обеспечение такае использовалось автором для анализа влияния качества питьевой води на организм животных. В результате применения техники К факторного анализа удалось сократить первоначальное количество переменных с 24 до 9, что позволило существенно упростить интерпретации результатов экспериментальных исследований и их зкононнчность.

Глава. 5 посвящена моделированию и анализу результатов

экспериментальных исследований.

Основной задачей, решение которой обеспечивает практическое использование результатов оптических измерений в конкретной ситуации, является построение формализованного описания состояния исследуемых объектов и преобразование данных измерений в параметры состояния посева.

Моделирование проводилось по результатам всех этапов ис-

следований - лабораторных, на пилотной установке и в посеве в процессе его развития.При этом для исследований в лаборатории и на пилотной установке объектом исследования являлась система "органы томатов - почва", а в посеве - "растительный покроз -почва". Для целей моделирования весь вегетационный период был разбит на 4 фазы: "посев - всходы", "зеленая спелость", "блан-аевая спелость" и "техническая спелость". В некоторых случаях рассматривались также фаза развития "всходы - цветение", а фа- • за "техническая спелость" разделялась на ранни и позднии стадии, различающиеся стеленьв покрытия зелеными листьями почвы.

Оптические свойства объектов в лаборатории исследовались в области длин волн 400 ... !100 нм, а в полевых условиях - в области 560 ... 800 нм. Для спектральных коэффициентов отраае-ния органов томатов (рис. 1) характерной особенность!! является наличие провалов в красной области спектра (Л = 680

-j R

нм) и пиков в зеленой области (Д = 560 нм), которые объясняют-

с

ся различная содержанием хлйрофилла и красного пигмента в зависимости от степени зрелости плодов томатов. В блианей инфракрасной области при\. >750 ни наблюдается выход на плато. При

IB;

А= 1000 ни обнаружен характерный для плодов провал. Введение измерительную схему дополнительного канала на этой длине вол-, ны позволяет суцественно повысить точность оценки площади проективного покрытия зелеными плодами. Наблюдаемое совпадение экстремумов для различных органов томатов в области длин волн видимого диапазона значительно усложняет возможность распознавания и количественной оценки компонентного состава. Вследствие этого эффекта оценка состояния системы по измерениям на отдельных длинах волн оказывается малоэффективной. Аналогичные результаты получаются при использовании показателей цвета и цветности, где практически невозможно разделить зеленые листья, зеленые и побелегвие- плода (рис.2). Более перспективным представляется использование для оценки компонентного состава зональных . отношений результатов измерений в красной и инфракрасной области Кир и UIIR и отношения результатов измерений в красной и зеленой области Б (рис.3), что хорово согласуется с физической природой наблюдаемых явлений.

С цельа выбора наилучшего набора оптических характеристик

s

я

Рис. I. Спекгралхные коэффициента охрагения органов тоыагов и почвы

V

, , „ _ Р'и'Я. п Л ^ А

П. з.л. з.л. бл.п.- кр.п. Рис. 3. Соотношение зональных отношений органов гоыахов и почвы

1.0ГР; ■

ОЛ 0.2

-I.0j.fi, ' 0.8 ГР2 бл,л.

кр.п.

п.

зет

0.4" 0.2_

О Л

• 0.2

з.л.

— з.л.

1 1

0.2 0.*

0.6

0.2 О.л

0.8 1.0

ис. Оакюрнке ото браке кия коипонекгов снссеш "органы томатов - почва"

а рис. 1-4 лриняго: п. - почва; лисеья: з.л. - зеленые, оз.я.-веглсзеленые, са.л. - темнозеленые, е.л. - келгые, кор.л. - ко-ичневые; цв - цветы; плоды: З'.п. - ееленые, п.п. - побелевиие, ур.п. бурые, бл.п. - бланкевые, кр.п. - красные

были построена регрессионные модели с использованием различных показателей состояния исследуемых систем. В качестве независимых переменных,пригодных для отбора, в этих моделях являлись спектральные коэффициенты отражения СКО и пропускания СКП, цветовые характеристики, вегетационные индексы и зональные or:'oue-ния, главнмэ факторы СКО.

Из всех рассмотренных показателей наиболее перспективными являются модели регрессии ка СКО, К преимуществам этого метода следует отнести возможность использования всего трех измерительных канолов с неизменными для всего периода развит;:'- посева спектральными характеристиками .Факторные диаграммы срис.4) дашт и наиболее наглядное представление о текуцем состоянии по-еввп, которое полностьо характеризуется точкой в факторном пространстве. Такое представление иовет бить использовано для контроля норкальносги протекания процесса развития,дети наступления фазы развития, оценки компонентного состава текущего состояния и ревения других задач моделирования и управления.

По результатам исследования оптических свойств тонатос установлено, что точность оценки компонентного состава на фазе "посев- всходы -цветение" лежит в пределах 9.S - 162, а на остальных фазах при оценке río, средним значениям серии из 10 измерений в'пределах 7.5 - 24%.

Результаты измерений по трассе в течение Есего периода развития посева томатов показывают, что индекс отражения Кпр, представлявший собой отнов'ние яркостей растительного покрова и почвы в красной и ЯК-области, иохет быть использован для контроля процесса развития и, учитывая высокую степень взаимосвязи площади листовой поверхности с урожаем (коэффициент корреляции в период максимума листовой поверхности посева R = 0.85) для прогнозирования уролая,

В результата проведанных исследований била установлена возможность оценки состояния посева фотографическим методом, однако точность измерения в этом случае существенно пике.

Результатй оценки компонентного состава, получение ni данным идентичных измерений в лаборатории, н<з пилотной устангм-ке и в полевых условиях, практически совпадают.Для фазосир.т;--;-щих элементов ocupe,'/ну фаз развития расхоздение коэффициент: корреляцМ при совпадении количества измерительных к^п^.ч; j .:.

жит в пределах 0.01 - О.ОЗ. Это позволяет распострашть основные результаты лабораторных исследований по выбору методики измерений и анализа результатов на полевые условия.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТ!! И ВЫВОДЫ

1. Разработан измеритель площади листовой поверхности, представлявший собой двухканальный фотопланиметр. Прибор прост в эксплуатации и надежен при работе в условиях полевой лабора-тории.Проведени исследования его метрологических характеристик.

2. Разработана методика исследования оптических свойств органов томатов и посевов томатов в процессее развития, вклш-чаюцая выбор набора контролируемых, биометрических и оптических характеристик, методов и средств их измерения в условиях исс-ледовазельской и полевой лаборатории, на пилотной установке и з посеве.

3. Разработано математическое обеспечение эксперимс сальных исследований и моделирования', включающее автоматизирован-нуп систему статистической обработки экспериментальных данных и комплекс программ Факторного анализа.

4. В результате анализа данных лабораторных исследований установлено, что введение дополнительного канала измерения

на длине волны 1000 нм позволяет существенно повысить точность оценки площади проективного покрытия зелеными плодами.

5. При оценке компонентного состава системы "органы томатов - почва" наибольиуп точность обеспечиваот модели регрессии на спектральные коэффициенты отражения ССК0) и регрессия на главные факторы СК0, значимо превосходящие оценку по зональным отношениям, вегетационным индексам и колориметрическим характеристикам.

6. Наиболее наглядное представление о текущем состоянии посева и динамике его развития дает использование метода главных факторов. Такой подход моает бкть рекомендован для оценки компонентного состава, контроля условий протекания процесса развитии посева и даты наступления определенной фазы.

При переходе к методу главных факторов достаточно использовать информации от трех измерительных каналов, в то время

\

как использование регрессии на СКО требует результатов измерений на 8 - 10 длинах волм.

7. По отрахательным свойствам растительного покрова быть осуществлэн олератизный контроль состояния посевов томатов в течение всего периода вегетации Состояние посева при этом моает характеризоваться массой отдельных органов, листовым индексом или обцим проективным покрытием.

8. В результате сравнительного аналнза экспериментальных исследований, проведенных в различных условиях^установлено.что полученные эмпирические модели хороио поддаются физической интерпретации; основные закономерности,полученные в лабораторных условиях, на пилотной установке и в производственна посовах идентичны - это позволяет уменьпить об?.ем исследований на посевах при внедрении методов дистанционного контроля. При использовании моделей взаимосвязи состояния посева с его оптическими свойствами, построенными для кэыдой фазы развития, погрешность измерения отдельных компонент посева леяит в пределах 10-192 при коэффициенте мноиественной корреляции К = 0.8 ^ 0.998.

9. Разработанные применительно к посевам томатов методика исследований, средства измерений и математическое обеспечение могут бить использованы для построения систем;,,дистанционного контроля других овощных культур.

Основные результаты диссертации опубликованы в следувщих работах;

1, Система статистической обработки на ЕС ЗЗМ параметров технологического процесса изготовления порзневых колец // Дви-гателестроение. - 1984. - N. 8, - С, 41 - 43.С В соавторстве)

2. Расчет квантилей распределений на ЕС ЭВМ / ОГУ им. Мечникова. - Одесса, 1984.- 12 с. Деп. в ЗНИИНТИ N !3109к -84Деп. (В соавторстве).

3. Оперативный контроль состояния посевов овощных культур // Измерит, и вычислит, техника в упр. произвол, процессами й АПК. - Д.: - 1988. - Ч. 2. - С. 333 - 335.

4. Анализ факторов,определяющих продоляительность фенологических фаз развития томатов // Измерительная и вычислительная техника в упр.произв. процессами в АПК. - Я. 1988. - Ч. 2. - С.

333-335,(В соавторстве).

5. Оценка состояния посевов томатов по их отрагагельним своЛствак в видимой и блияией инфракрасной областях спектра У НПО "Конеервпроннонллекс"Одесса, 1988, -39 е.- Дел. БНИИТЗИ Нгропром N 52 ВС—öS Леп.

7. Разработка и сравнительный анализ оптических методов контроля состояния посевов томатов в процессе развития У НПО "Консервпромкомплекс".-Одесса, 1990. - 41 е.- Деп. ВНЮТЗИ-Агропром К 355 ЕС-90Дел. (Б соавторстве),

8. Дистанционный контропь состояния посевов томатов /У к'еидунароиднкй агропроныплечный журнал. - 1990. - N4 - с. Hill?. (Б соавторстве).

3. Исследование влияния качества воды на здоровье с использованием пакета прикладных программ многомерного статистического анализа /У Инфорыатиика в здравоохранении: Материалы Всесоюзной научной конференции. И.: БНИИСГЭУЗ им. Семашко. -1S9Ü. - 4.2. - с, 80.(Б соавторстве),

10. С применимости пакета прикладных программ метода глазных факторов в гигиене окруаающей среды// Человек-Океан: Материалы Всегсазной научной конференции. - М, ,* Махачкала; дгаг. - lseo. - ч.1. - с. 31-32.

11. Комплекс программ репенид специальных задач факторного анализа/ Финско-советский семинар " АПЛ и прикладное программное обеспечение", -Л., 1990.

12. Применение метода главных факторов в спектрометрии/У Препринт ФЗИ N 2207. - 1991, - 15с.(В соавторстве).

13. Обоснование методического подхода к изучении влияния факторов окруяашцей среды на здоровье У/ Гигиена населенных мест: Респ. меавгд, сб. - Вып.ЗС'. - Киев: Здоровье, 1991. -С. 35-39,СВ соавторство).