Optics in Agriculture, Forestry, and Biological Processing II pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:SPIE-International Society for Optical Engine

作者:

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1996-01

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9780819423092

丛书系列:

图书标签:

• 光学
• 农业
• 林业
• 生物处理
• 光学传感器
• 遥感
• 图像处理
• 光谱学
• 生物光子学
• 光学测量

好的，这是一份关于 Optics in Agriculture, Forestry, and Biological Processing II 这本书的详细图书简介，内容完全围绕该书可能涵盖的主题展开，但不包含对您提供的书名的任何直接引用或讨论。 --- 图书简介：现代光电技术在生命与环境科学中的前沿应用 聚焦：从宏观生态监测到微观生物过程的精确测量与控制 本书全面深入地探讨了光学、光子学以及相关的成像技术在农业、林业、食品加工以及生物材料处理等关键领域中的最新进展、核心理论与实践案例。随着高精度传感、先进光谱分析和智能成像系统的快速发展，这些技术正以前所未有的速度重塑我们理解、管理和优化生物资源与自然环境的方式。 本书汇集了来自全球顶尖研究机构和工业界的专家见解，内容结构严谨，逻辑清晰，旨在为科研人员、工程师、环境管理者以及行业决策者提供一个全面、深入且具有前瞻性的技术参考框架。 --- 第一部分：遥感与生态系统健康监测 本部分重点关注如何利用光学原理对大范围的农业景观、森林资源及水体生态进行非接触式、高时空分辨率的监测与评估。 1. 高光谱与多光谱成像技术的突破 详细阐述了超越传统RGB成像的高光谱数据获取、预处理与信息反演技术。内容涵盖了如何利用窄波段光谱特征识别植物的生理生化状态，例如叶绿素含量、氮素水平、水分胁迫程度以及次生代谢产物的分布。讨论了先进的传感器设计（如推扫式与凝视式系统）及其在无人机（UAV）和卫星平台上的集成应用。重点分析了如何通过植被指数的优化与构建，提高对早期病虫害和营养缺乏的敏感性。 2. 激光雷达（LiDAR）在林业中的应用深化 超越传统的冠层高度模型（CHM）构建，本章深入探讨了三维点云数据的生物物理参数提取。内容包括如何利用回波信号的衰减特征分析林分结构复杂性、生物量估算、碳储量核算，以及林火风险评估中的燃料负荷分析。探讨了地面激光雷达（TLS）与机载激光雷达（ALS）在精确测量单木特征和林地基础设施方面的优势互补。 3. 水体光学特性与质量评估 阐述了水体中的光散射与光吸收过程，重点分析了如何通过水下光谱探测来监测水体中的悬浮物（SS）、溶解性有机质（CDOM）以及藻类生物量（如蓝藻水华）的浓度与种类鉴定。讨论了便携式光谱仪在现场快速诊断系统中的应用，以及利用遥感数据反演浅水区沉积物迁移的机制。 --- 第二部分：精准农业与作物生理学研究 本部分聚焦于将光学技术应用于田间管理和作物生命周期监测，以实现资源投入的最小化和产量的最大化。 4. 作物表型分析与高通量表型 系统介绍了数字表型技术（Digital Phenotyping） 的理论基础与操作流程。详细阐述了如何利用高分辨率可见光、近红外以及热红外成像技术，对作物的生长速率、穗部发育、根系形态等复杂性状进行自动化、非破坏性的测量。讨论了深度学习模型在从海量图像数据中自动提取表型特征（如叶面积指数、茎粗、株高）中的前沿进展。 5. 光质调控与作物生理响应 深入探讨了LED光源的波长、光周期和光强度如何精确调控作物光合作用、形态建成与次生代谢产物合成。内容涉及蓝光、红光、远红光以及紫外光对光敏色素、隐花色素信号通路的精确诱导机制。本章结合实例分析了在受控环境农业（如垂直农场）中，如何通过光谱配方实现特定品质（如风味、营养成分）的优化。 6. 植物病虫害的早期光学诊断 阐述了在肉眼可见症状出现之前，利用叶片光谱反射率的微小变化来早期检测病原体侵染或虫害胁迫的技术。内容包括荧光成像技术在诊断植物光合系统效率下降时的敏感性分析，以及如何结合热成像技术识别水分散失引起的胁迫模式。 --- 第三部分：生物材料的质量控制与生物过程监控 本部分将视角转向了收获后的处理、生物能源以及生物加工过程中的质量保证与过程控制。 7. 食品与农产品质量的无损检测 详细介绍了近红外（NIR）光谱和拉曼光谱在食品成分分析中的核心应用。内容涵盖了对谷物、水果、蔬菜和肉类产品中水分、蛋白质、脂肪、糖分及污染物（如真菌毒素）的快速、在线定量分析。讨论了如何利用高光谱成像技术对批次产品进行缺陷分类（如瘀伤、异物）和成熟度分级，确保供应链的质量一致性。 8. 生物反应器中的过程分析技术（PAT） 聚焦于利用光谱探针和荧光标记技术对生物发酵和细胞培养过程进行实时、原位监测。探讨了如何利用傅里叶变换红外（FTIR）光谱来追踪关键代谢物（如葡萄糖、乳酸、氨基酸）的浓度变化，从而实现对发酵过程的反馈控制，提高生物制品的得率和纯度。 9. 木质纤维素材料的光学表征 阐述了光学方法在生物质能源转化领域中的作用，特别是对木材细胞壁结构、纤维素、半纤维素和木质素分布的表征。内容包括利用偏振光散射和显微光谱技术来研究生物质原料的微观结构，以及这些结构特征如何影响后续的酶解或热化学转化效率。 --- 第四部分：先进仪器与数据处理方法 本部分总结了支撑上述应用的核心技术工具与数据分析方法。 10. 光学传感器的集成化与小型化 讨论了微电子技术与光子集成技术如何推动便携式、低成本、高灵敏度光学传感系统的开发，使其能从实验室走向田间地头和生产线。涵盖了微型光谱仪、基于MEMS技术的扫描器以及新型光电探测器的性能优化。 11. 机器学习与光学数据解释 本章是连接数据与决策的关键。详细介绍了多元校正技术（如PLS, PCA） 在处理高维光谱数据中的应用，并重点阐述了如何利用深度学习（CNNs, RNNs） 架构，实现从复杂的遥感图像或光谱信号中自动、鲁棒地提取环境和生物学信息，并预测未来的状态或性能指标。 总结： 本书提供了一个跨学科的平台，展示了光与物质相互作用的深刻原理如何被工程化，以解决当代农业、林业和生物加工领域面临的关键挑战，推动可持续发展和智能化生产的实现。

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这部书的装帧设计真是没得挑，封面的设计风格典雅而不失现代感，那种深邃的蓝色调配上精细的图文排版，让人一眼看上去就觉得这是一本内容扎实、值得细读的专业著作。纸张的质感也相当不错，拿在手里沉甸甸的，翻阅起来不会有廉价感，特别是那些高分辨率的插图和图表，色彩还原度极高，细节清晰可见。尽管这是一本偏向技术性的书籍，但作者在版式设计上显然花了不少心思，使得厚厚的一本书读起来并不会感到压抑。书脊的装订也非常牢固，即便经常翻阅，也不担心会松散。整体来说，从触感到视觉，这本书都体现了一种对知识的尊重和对读者的体贴，这在技术类书籍中是难能可贵的。如果非要吹毛求疵，或许在封底的简介部分可以再增加一些对核心章节的概括，让潜在读者能更快地把握全书的脉络，但瑕不掩瑜，这绝对是一件可以放在书架上长期珍藏的佳作。

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关于本书对最新研究成果的涵盖深度，我只能用“令人赞叹”来形容。显然，作者团队在撰写过程中进行了广泛且深入的文献调研，书中不仅涵盖了经典的光学在这些领域应用的基础，更对近年来新兴的技术，例如高光谱成像在作物健康监测中的应用、激光雷达在森林资源三维建模上的突破，以及微纳光学在生物样本快速检测中的前沿进展，都有详尽的论述。这些章节的论述非常前沿，不仅停留在概念介绍，还深入到技术指标和商业化应用的探讨，这对于我们这些需要紧跟行业发展步伐的研究人员来说，无疑是一份宝贵的信息源泉。我特别关注了其中关于“非侵入式质量评估”的那几章，里面的案例分析显示了作者对实际生产线中痛点的深刻理解，提供的解决方案既具有理论高度，又兼具工程实用性，体现了极高的专业水准。

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这本书的专业术语处理方式，体现了极高的学术严谨性。在处理一些跨学科的术语时，作者并没有简单地采用最常见的表达，而是非常审慎地选择了最贴合光学物理本质的定义，并且在首次出现时，会辅以详细的注释或者在脚注中进行补充说明，确保了不同背景的读者都能准确理解其物理含义。例如，对于“散射各向异性”这类术语的解释，它不仅仅是给出了数学公式，而是结合了生物组织结构的不规则性进行了生动的比喻说明，这种细节处理，极大地降低了阅读障碍。我发现，这种严谨性贯穿全书，无论是数据引用还是实验方法的描述，都清晰标注了来源和可重复性的关键参数，这使得全书不仅是一本知识的载体，更是一份可靠的研究参考手册，大大增加了其在学术界的使用价值和权威性。

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这本书的叙事逻辑和知识体系构建简直是一绝，它并没有像许多教材那样采用堆砌知识点的做法，而是巧妙地将农业、林业和生物加工这三个看似独立的领域，通过光学原理这条主线紧密地联系了起来。作者在介绍基础理论时，往往会立刻引入实际应用案例，这种“理论—实践—再深化理论”的循环模式，让抽象的光学概念瞬间变得鲜活起来。我尤其欣赏它在处理复杂算法和模型时的清晰度，复杂的傅里叶变换或者散射理论，通过精心的图示和循序渐进的推导，即便是初学者也能抓住其核心要义，而不是被数学公式淹没。这种对知识结构层次的深刻理解，使得阅读过程充满了一种“豁然开朗”的快感。它不像教科书那样板着脸孔，更像是一位经验丰富的前辈，耐心地为你拆解每一个技术难点，引导你逐步建立起完整的知识图谱，这种阅读体验是其他同类书籍难以比拟的。

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读完此书后，我最大的感受是它为跨学科合作提供了坚实的桥梁。光学工程师、农学专家、林业数据分析师，乃至食品加工领域的从业者，都能在这本书中找到与自己专业领域紧密相关的章节。它的语言风格在技术深度上保持一致的同时，却在不同的应用模块间进行了微妙的调整，确保了目标读者的接受度。比如在农业部分，讨论得更侧重于环境适应性和田间作业的鲁棒性；而在生物加工部分，则着重于实验室环境下的高精度控制和快速反馈机制。这种“一份投入，多维回报”的设计理念，使得它不仅仅是一本工具书，更像是一本思想的启发录，它鼓励读者跳出自己的专业边界，思考如何用先进的光学手段去解决其他领域的复杂问题，对于培养具备综合视野的新一代技术人才，这本书的价值无法估量。

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