近日，工学院康峰教授、王亚雄副教授科研团队以“Prediction of pesticide deposition in fruit tree canopies: A voxel-based analysis approach”为题，在农林科学领域国际期刊《Precision Agriculture》（中国科学院二区，IF=6.6）发表研究成果。该研究围绕桃树冠层内部农药沉积预测问题，提出了一种基于体素化三维冠层分析的建模方法，为果园精准施药和变量喷洒决策提供了新的技术路径。
在桃园施药作业中，桃树冠层结构复杂、空间异质性强，常导致农药在冠层不同区域的沉积分布不均。针对这一问题，研究采用网格方式对桃树冠层进行划分模拟体素化过程，并以风送式施药机为平台进行不同风机转速下的施药试验获取农药沉积覆盖率。同时利用手持式LiDAR获取桃树冠层三维点云数据，通过体素化处理提取空间位置、叶面积指数等结构参数，构建冠层结构与沉积响应间的预测模型，并通过累积叶面积指数指标表征喷雾液滴沿路径穿透冠层时受到的累积遮挡效应，准确反映冠层结构对沉积的影响。
图1（a）田间试验俯视示意图；（b）喷雾机作业示意图；（c）体素法划分树冠；（d）田间喷施作业现场图
图2 四种回归模型预测的冠层内部沉积覆盖等级空间分布（风机转速1989 r/min）：
（a）线性回归模型；（b）多项式回归模型；（c）幂函数回归模型；（d）指数回归模型
研究结果表明，在1733 r/min、1989r/min和2206r/min风机转速下，针对覆盖率预测的最佳回归模型精度分别达到R?=0.86、0.82和0.80。基于模型，研究进一步实现了农药沉积在桃树冠层中的体素级三维映射，可直观识别施药不足区和过量沉积区。
工学院硕士研究生张凯为论文第一作者，王亚雄副教授与河北农业大学陈冲冲讲师为共同通讯作者，OB体育（中国）官方网站-OBSPORTS为第一完成单位。
该研究获得了OB体育（中国）官方网站-OBSPORTS校院联合基金重点项目（2024XY-G001）和OB体育（中国）官方网站-OBSPORTS科技创新计划项目（BFUKF202527）的经费支持。
