我国是农业大国,农作物的生长好坏和收成如何一直是一个不变的问题。随着科学技术的发展,现在提出的“精准农业”是农业有原来的投入大量的人力劳作,到机械化,再到精细化的演变,在新形势下的“精准农业”系统是由信息技术支持的根据空间变异,定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统。在定位、定时、定量和空间变异上,近年来不少学者提出不同的处理方法和新的手段。近红外探测手段是现在农业常用的手段,如近红外遥感、高光谱遥感、近红外波段下对作为生长的反演等。而随着技术的进步,这种手段逐渐被推广,广泛应用于农业病害监测,作物生长监测,果实的无损验伤,以及敏感波动的探测等。本文就是以此手段为基础,在先验条件下,通过实验的手段选取合适的特征波段和近红外传感器,基于光谱成像技术,建立一套数据采集系统,对研究对象的实验,验证有效的选取组合,以便在实际中应用。主要成果如下:(1)基于近红外传感器和滤光器元件的相关采集设备的研制根据光谱成像技术原理,通过分析核心的成像传感器元件,考虑实际中便于携带、稳定性强的需求,实验选取光学干涉滤光器元件和近红外传感器元件的组合,建立基于近红外波段植物的特性的成像采集系统,并介绍了系统搭建的原理、工作原理、成像系统的研制、数据的处理和分析等。(2)近红外光谱成像系统的光谱特征波段的选取通过遥感波段特征库的理论筛选和实验条件下的滤光元件的搭建,选取了在中心波长在1064nm、1102nm、1212nm、1300nm、1550nm的滤光元件,并针对不同条件情况下对样本目标进行实验,并多次轮换进而更加明确所使用的滤光元件。(3)基于近红外成像光谱特征波段数据的提取和分析通过实验的设计,获取特征波段下的光谱数据,并进行分析和结果的演练,之后,结合实际情况对近红外传感器元件和滤光器元件的组合,做出有效的评估,明确其优缺点及改进和推广应用的条件,并对现有条件下的解决方法给出总结。(4)对近红外采集器系统的总结在得出结论后,总结现用条件,与一定条件的实际相结合的应用前景的拟估,并提出邮箱的解决方案和实验手段。用以提高和辅助相关实验的进行。通过实验结果也表明,基于近红外光谱成像技术应用于农业作物生长状态的监测和健康状态诊断,是一种快速、有效的监测技术,对现代化的农业生产和数据化的田间管理,提供了一条有效的数据获取手段。