多源数据融合技术在苹果无损检测中的应用研究进展

来源：市场资讯

（来源：智慧农业期刊）

引用格式：郭琪, 范艺璇, 闫新焕, 刘雪梅, 曹宁, 王震, 潘少香, 谭梦男, 郑晓冬, 宋烨. 多源数据融合技术在苹果无损检测中的应用研究进展[J]. 智慧农业(中英文), 2025, 7(4): 31-46.

DOI： 10.12133/j.smartag.SA202505036

GUO Qi, FAN Yixuan, YAN Xinhuan, LIU Xuemei, CAO Ning, WANG Zhen, PAN Shaoxiang, TAN Mengnan, ZHENG Xiaodong, SONG Ye. Advances in the Application of Multi-source Data Fusion Technology in Non-Destructive Detection of Apple[J]. Smart Agriculture, 2025, 7(4): 31-46.

DOI： 10.12133/j.smartag.SA202505036

多源数据融合技术在苹果无损检测中的应用研究进展

郭琪1，2， 范艺璇1，2， 闫新焕1，2， 刘雪梅1，2， 曹宁1，2， 王震1，2， 潘少香1，2， 谭梦男1，2， 郑晓冬1，2*， 宋烨1，2*

（1.中华全国供销合作总社济南果品研究所，山东济南 250014，中国； 2.山东省果蔬贮藏加工技术创新中心，山东济南 250200，中国）

摘要：

［目的/意义］本文旨在系统综述多源数据融合技术在苹果无损检测领域的应用进展，通过整合光谱、电子鼻、图像等多模态数据及融合策略，为苹果品质控制、病害检测及产业智能化升级提供理论与技术支撑。

［进展］首先，详细介绍了近红外光谱技术、高光谱成像技术、电子鼻技术、机器视觉技术和核磁共振技术五种主流无损检测技术，深入分析了各项技术的优势与适用场景。其次，重点剖析了数据级融合、特征级融合和决策级融合三种融合策略的技术原理与特点。在此基础上，全面阐述了多种数据融合技术的具体应用，包括光谱数据间的融合、光谱与电子鼻数据的融合，以及机器视觉与光谱数据的融合。最后，结合苹果产业实际需求，详细论述了这些融合技术在苹果品质参数（如脆度、可溶性固形物含量）检测、缺陷与病害（如瘀伤、霉心病）识别、品种鉴别，以及农药残留检测等关键场景中的创新应用进展。

［结论/展望］多源数据融合技术能够显著提升苹果无损检测的准确性与可靠性，为苹果品质评价与质量控制提供了有效手段。然而，该技术仍面临数据异构性、模型复杂度高及检测设备便携性差等挑战。未来研究应聚焦开发自动融合平台以简化操作，优化轻量化算法提升实时性，设计集成多种检测技术的一体化设备，提高便携性与稳定性，拓展至生长监测和保鲜等新应用场景。随着算法和硬件的协同创新，该技术将为苹果产业智能化提供重要支撑，以促进苹果产业的智能化发展。

关键词： 多源数据融合；苹果；无损检测；品质评估；病害诊断；光谱；电子鼻；机器视觉

文章图片

图1　数据、特征和决策级融合策略原理图

Fig. 1 Schematic of data， feature， and decision-level fusion strategies

图2　苹果识别流程图

Fig. 2 Flowchart for apple recognition

图3　证据有序极限学习机Bagging集成模型苹果分级过程

Fig. 3 Apple grading via Bagging-ensembled evidence-ordered extreme learning machine model

图4　数据融合过程示意图

Fig. 4 Data fusion process scheme

图5　颜色数据与吸光度数据融合方法示意图

Fig. 5 Schematic of color data and absorbance data fusion method

图6　苹果保质期判别系统

Fig. 6 The system for classifying the apples based on shelf life

通信作者介绍

宋烨 研究员

宋烨，博士，研究员，享受国务院特殊津贴专家，山东省泰山学者青年专家，中华全国供销合作总社济南果品研究所党委副书记，国家果蔬及加工产品质量检验检测中心主任，主要从事果蔬及制品质量安全与标准品牌研究工作。先后主持国家重点研发计划、山东省重点研发计划项目等课题40余项，成果获得省部级科技奖励19项，主持及参与制修订《干制红枣》《鲜苹果》等国际、国家、行业标准40余项，主编及参编《现代枣工业》《现代苹果工业》专著，以第一作者、通讯作者发表研究论文70 余篇。

郑晓冬 研究员

郑晓冬，博士，研究员，国家果蔬及加工产品质量检验检测中心常务副主任，全国果品标准化技术委员会委员。研究方向为农产品流通质量安全与标准化。主持“十三五”国家重点研发计划项目、国家市场监管重点实验室课题、山东省重点研发计划课题等8余项课题；参与“十二五”国家科技支撑计划课题、十三五重点研发计划课题、供销总社等国家及省部级科研课题20余项；获省部级科技奖励5项，授权发明专利8项，制订行业标准16项，发表论文60余篇，参编《现代蔬菜工业》（主编）、《现代苹果工业》（副主编）、《现代红枣工业》（副主编）3本著作。

来源：《智慧农业（中英文）》2025年第4期