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第 37 卷 第 15 期 农 业 工 程 学 报 Vol.37 No.15 2021 年 8 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Aug. 2021 121 ·农业信息与电气技术· 利用太赫兹光谱技术构建番茄水分胁迫状态检测模型 张晓东 1,2 ，段朝晖 1,2 ，毛罕平 1,2※，高洪燕 1,2 ，石 强 1,2 ， 1,2 3 4 王亚飞 ，沈宝国 ，张 馨 （1. 江苏大学农业工程学院，镇江 212013 ；2. 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室，镇江 212013 ； 3. 江苏航空职业技术学院，镇江 212134 ；4. 北京农业智能装备技术研究中心，北京 100097 ） 摘 要：快速检测番茄水分胁迫状态，对于科学有效地进行番茄的水肥管理，保障和提高番茄的产量和品质具有重要意 义。该研究利用太赫兹光谱对水分极为敏感的特性，提出了基于太赫兹光谱技术的番茄水分胁迫状态的快速检测方法。 试验利用太赫兹光谱系统获取不同水分胁迫番茄叶片的功率谱、吸光度及透射率频谱数据。采用（Savitzky-Golay, SG） 算法对数据进行降噪，利用稳定性竞争自适应重加权（Stability Competitive Adaptive Reweighted Sampling, SCARS ）算法 进行了多维特征频段的提取；在此基础上，建立了叶片含水率功率谱、吸光度及透射率等单一维度下的多元线性回归 （Multiple Linear Regression, MLR ）模型。结果表明，太赫兹功率谱和吸光度与叶片含水率之间呈负相关；而透射率则随 水分胁迫程度的提高逐渐升高，呈正相关。为了进一步提高模型的精度，使用支持向量机（Support Vector Machines, SVM ） 在融合 3 种维度太赫兹特征的基础上，建立了番茄含水率的融合预测模型，结果表明，预测集 R2 达到 0.951 4 ，RMSE 为 0.366 8 ，均高于单一维度检测模型，实现了番茄水分的快速检测。 关键词：水分；光谱；番茄叶片；太赫兹光谱；水分胁迫；特征提取；融合模型 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.015 中图分类号：Q945.32 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2021)-15-0121-08 张晓东，段朝晖，毛罕平，等. 利用太赫兹光谱技术构建番茄水分胁迫状态检测模型[J]. 农业工程学报，2021，37(15)： 121-128. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.015 Zhang Xiaodong, Duan Zhaohui, Mao Hanping, et al. Tomato water stress state detection model by using terahertz spectroscopy technology[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engine