[發明專利]基于無人機平臺的作物生長分析方法及其分析系統

有效

• 申請號: 201710203928.3
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN106971167B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 張俊青;劉哲;張南;李云
• 申請（專利權）人: 北京興農豐華科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06K9/62;G06F16/29;G06F16/248;G06F16/25;G06F16/2455
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 王玉松

1.一種基于無人機平臺的作物生長分析方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟S1：無人機采集影像數據；

步驟S2：數據拼接后獲取正射影像，進行空三加密，獲得DSM模型；

步驟S3：根據種植規劃對各個種植小區進行矢量化分割；

步驟S4：提取每個矢量圖斑區域內影像數據和每個象元的光譜信息；

步驟S5：根據光譜信息計算作物壟數、株高、倒伏率、葉色、植被覆蓋度參數；

所述步驟S5中計算作物壟數包括如下步驟：

步驟S11：對正射影像進行二值化處理，將植被與裸地區分開；

步驟S12：對生成的二值圖像進行填充處理，消除植被與裸地中的椒鹽效應；

步驟S13：采用Sobel算子進行邊緣檢測；

步驟S14：使用Hough變換算法提取邊緣檢測圖像中的直線，并計數輸出作物壟數；

所述步驟S5中計算作物株高包括如下步驟：

步驟S21：用作物某一生育期的DSM模型與裸地時期DSM模型進行相減，得到種植區內每個象元的高程差；

步驟S22：將所得到的高程差賦值到根據種植規劃所繪制的矢量圖中，計算得到每個小區內的作物株高的最大值、最小值和平均值；

計算作物倒伏率包括如下步驟：

步驟S31：在正射影像中選取正常作物的ROI和倒伏作物的ROI；

步驟S32：利用隨機森林法對選取的正常植株ROI和倒伏植株ROI進行統計分析；

步驟S33：對分類結果進行作物的分布和面積統計，并根據種植區總面積進行計算得到作物倒伏率；

計算作物葉色包括如下步驟：

步驟S41：在正射影像中選取不同顏色植被冠層的ROI；

步驟S42：使用最大似然監督分類法；

步驟S43：識別出冠層不同顏色的區域；

計算植被覆蓋度包括如下步驟：

步驟S51：對正射影像圖求取其超綠特征，區分植被和土壤；

步驟S52：分別統計植被的像素數量和土壤的像素數量，計算植被像素占總像素的比值，計算出植被覆蓋度。

2.根據權利要求1所述的基于無人機平臺的作物生長分析方法，其特征在于：所述步驟S1中采用無人機平臺搭載可見光相機按照特定的軌跡飛行，定點拍照，獲取到種植區的RGB影像。

3.采用根據權利要求1中的方法進行基于無人機平臺的作物生長分析系統，其特征在于：包括數據采集模塊、數據預處理模塊、參數提取模塊和客戶端展示模塊，數據采集模塊的數據信號輸出端與數據預處理模塊的數據接收端連接，數據預處理模塊的數據輸出端與參數提取模塊的參數提取端連接，參數提取模塊的參數輸出端與客戶端展示模塊的參數接收端連接，圖像預處理模塊又包括數據拼接單元和小區矢量化單元，參數提取模塊又包括壟數計算單元、株高提取單元、倒伏率提取單元、葉色提取單元和植被覆蓋度提取單元。

4.根據權利要求3所述的基于無人機平臺的作物生長分析系統，其特征在于：所述數據采集模塊為搭載可見光相機的無人機平臺。