[發明專利]一種基于氣候影響的農作物長勢預測方法在審
| 申請號: | 201811061457.8 | 申請日: | 2018-09-11 |
| 公開(公告)號: | CN109029588A | 公開(公告)日: | 2018-12-18 |
| 發明(設計)人: | 孫曉;鄭中華;張波;胡淦 | 申請(專利權)人: | 南京都寧大數據科技有限公司 |
| 主分類號: | G01D21/02 | 分類號: | G01D21/02 |
| 代理公司: | 北京輕創知識產權代理有限公司 11212 | 代理人: | 沈尚林 |
| 地址: | 210000 江蘇省南京市江寧*** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 農作物 農作物長勢 期望 試驗 氣候影響 生長區域 植株 生育期 采集 農作物參數 農作物生長 期望區域 氣候條件 試驗區域 特征參數 綜合分析 預測 地理位置 偏離 記錄 評估 種植 | ||
1.一種基于氣候影響的農作物長勢預測方法,包括以下步驟:
(1)在相鄰的地理位置分別建立期望區域與試驗區域,并分別種植同一品種的農作物;在期望區域生長的農作物稱為期望農作物,且期望農作物在所在地區的室外自然氣候條件下生長,在試驗區域生長的農作物稱為試驗農作物,且試驗農作物在室內的人工氣候條件下生長;
(2)記錄期望農作物和試驗農作物的生育期,并采集期望農作物和試驗農作物在不同生育期的長勢數據;
(3)采集期望農作物和試驗農作物的株高值和植株密度;
(4)根據試驗農作物與期望農作物株高均值的差值和植株密度的方差值,評估農作物的長勢情況。
2.如權利要求1所述的農作物長勢預測方法,其特征在于,步驟(1)還包括以下步驟:
對于期望農作物,利用農業小氣候監測系統采集其所生長的期望區域的氣象數據,包括溫度、光照、濕度并做好記錄作為參考數據;對于試驗農作物,利用人工模擬氣候室,改變其所生長的試驗區域的溫度、光照或濕度的氣候數值。
3.如權利要求2所述的農作物長勢預測方法,其特征在于,所述農業小氣候監測系統裝置包括溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器;所述溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器分別用于溫度、濕度和光照度參數采集。
4.如權利要求3所述的農作物長勢預測方法,其特征在于,所述人工模擬氣候室,設置溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、溫度調節器、濕度調節器、光照調節裝置;溫度傳感器與濕度傳感器,用于氣候室內的溫度與濕度參數采集,溫度調節器和濕度調節器能夠進行溫度、濕度調節;所述光照傳感器耦接有光照控制電路,能夠采集光照度并通過光照調節裝置控制光照度。
5.如權利要求4所述的農作物長勢預測方法,其特征在于,所述農業小氣候監測系統和人工模擬氣候室都還包括多相機實時拍攝系統、信息收集裝置以及遠程監控平臺;所述多相機實時拍攝系統用于多角度實時觀測農作物的生長情況,并將監測信息根據時間節點傳至信息收集裝置;所述信息收集裝置包括圖像采集裝置和數據采集裝置,且數據采集裝置和圖像采集裝置將多相機實時拍攝系統拍攝的農作物長勢信息通過有線網絡或無線網絡的方式傳至遠程監控平臺,從而方便遠程監控平臺實時獲得農作物的長勢情況,提高了監測效率。
6.如權利要求1所述的農作物長勢預測方法,其特征在于,在步驟(3)中,所述株高值的測量方法如下:
(5)分別在所種植的期望農作物和試驗農作物中插有便于后續測量農作物株高的標桿,且標桿原始高度已知;
(6)在農作物的生育期內每單位時間通過攝像機獲取一次田間帶有標桿的農作物圖像,所述農作物圖像包括標桿和作為背景的農作物,且標桿與作為背景的農作物須在同一張圖像上;
(7)根據標桿與作為背景的農作物的顏色和紋理信息差異提取農作物圖像中的標桿并得到標桿圖像;
(8)對所述標桿圖像進行降噪處理得到標桿二值圖像;
(9)從標桿二值圖像中分別獲取所述標桿二值圖像中連通域的底部坐標和頂點坐標,再按下式計算得到所述標桿的像素高度:
H(p)=max(y)-min(y)
式中,H(p)表示標桿的像素高度,y表示標桿二值圖像中連通域的縱坐標信息,max(y)表示標桿二值圖像中連通域的縱坐標的最大值,min(y)表示標桿二值圖像中連通域的縱坐標的最小值;
(10)按下式計算農作物的株高數值:
H(s)=(1-H(p)/H(o))*P(o)
式中,H(s)表示農作物株高,H(p)表示標桿的像素高度,H(o)表示未種植農作物時標桿的像素高度,P(o)表示標桿的實際高度。
7.如權利要求1所述的農作物長勢預測方法,其特征在于,在步驟(3)中,所述植株密度的具體測量方法如下:
(11)采集農作物冠層圖像;
(12)對農作物冠層圖像進行灰度處理;
(13)提取農作物的冠層面積并進行圖像分析確定農作物的植株頂心,進一步確定農作物植株數量;
(14)計算單位面積上農作物的植株數量,得到農作物密度。
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