400-008-1220
新疆紅棗為新疆*的地理標志產品之一,被 稱為“黃金壽棗",具有補氣養血的功效。民間有“一日食仨棗,百歲不顯老"之說,高度贊揚了紅棗的食補功效。不同產地的紅棗,由于土壤、水質和氣候等影響因素不同,在形狀、色澤和品質等方面具有一定差異;不同產地的紅棗,其生物學特性不同,且其口感、所含微量元素和營養價值等也不盡相同,而這些差異無法通過肉眼直接進行辨別。
如何建立快速、有效、實用的新疆紅棗識別方法，是保證紅棗及其產品品質、健康發展新疆紅棗產業亟待解決的問題。目前，對于紅棗的鑒別主要依賴人工從外觀進行鑒別（大小、形狀、色澤等）以及利用化學方法檢測內部品質指標，具有較強的主觀性、鑒別誤差較大，效率低，耗時成本也高，難以滿足批量檢測需要。因此,急需一種新的檢測方法來對紅棗品種進行快速無損檢測。
1.高光譜成像技術
高光譜成像技術是融合了成像技術和光譜技術優點的一種新興檢測技術，具有無損、無接觸、快速等技術特點，可以同時獲得檢測對象內、外部品質特征的光譜信息與空間信息。該技術早期主要應用于空間遙感與測量,近年來已逐步應用于精準農業、工業分選、生態環境、資源勘探、文物保護、醫學醫療等領域。本案例主要采用對新疆不同產地的紅棗進行光譜采集與分析，通過高光譜大數據云平臺進行模型訓練與匹配，實現紅棗產地溯源。
2.高光譜數據采集分析設備
SCI系列產品由深圳市中達瑞和自主研發，是以搭載SHIS系列高光譜成像儀為核心、高度集成化的臺式高光譜成像系統，利用其廣泛的光譜范圍和靈活的軟硬件優勢，采用非破壞、非接觸式的鑒定手段，實現對不同物質進行高清晰度的高光譜數據采集和分析處理，發現傳統技術手段較難觀察到的細節特征。系統集成多軸光源、專用平臺、高光譜成像、光譜/圖像分析為一體，可針對不同的研究對象和目標，建立多尺度實施光譜成像數據的獲取-處理-分析的一體化業務流程。
SCI系列臺式高光譜成像系統
3.實驗樣本
實驗所用新疆紅棗樣本分別為阿拉爾灰棗、皮山有機灰棗、且末灰棗、若羌灰棗、澤普灰棗，采用短波紅外波段來進行測試（920nm～1700nm），每個品種采集了30個樣本，混合在一起采集30個樣本。
五種紅棗樣本可見光圖
五種紅棗高光譜采集圖
五種紅棗高光譜曲線對比圖
在五種紅棗采集樣本中，隨機取了幾十個譜線進行對比，可以看出，五種紅棗的光譜曲線差異比較明顯。
4.數據模型創建與訓練
通過中達瑞和高光譜大數據分析云平臺，把采集的五種紅棗數據放入數據集中，對多個樣本進行標注，數據分析和模型訓練，然后就5種放在一起采樣的數據進行模型匹配與判斷，得到結果與實際紅棗產地相符，如下圖所示。
第一排（左到右）:皮山有機灰棗、阿拉爾灰棗和澤普灰棗；第二排（左到右）：若羌灰棗和且末灰棗
因此，通過如上實驗測試結果表明,基于高光譜技術并結合機器學習模型訓練方法能夠無損、準確地鑒別新疆紅棗的產地，可為新疆紅棗工業化批量檢測提供一種高效、科學的檢測手段和鑒別依據。
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