[發明專利]一種利用無人機測定牧場內放牧率的方法

在審

• 申請號: 201710895201.6
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107818561A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 郭雅蓉;候扶江
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06Q50/02
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司11279
• 代理人: 席勇

技術領域

本發明涉及無人機應用技術領域，尤其涉及一種利用無人機測定牧場內放牧率的方法。

背景技術

放牧是草地最重要的利用方式之一，放牧率是牧場科學管理最重要的依據之一。傳統的放牧測定放牧率時間長、準確率低、操作成本高等缺點，。

傳統的載畜量和放牧率測定方法，存在如下缺陷：

1.不能定量地測定牧場內任意區域的放牧率，從而嚴格地講僅是半定量的描述；

2.草原放牧率的快速、即時測定較為困難，難以用于牧草管理策略的及時調整和優化。

充分考慮到長期的、即時的放牧率定點監測在科學研究和生產過程中的重要性，以及無人機靈活、快捷、操作簡單的特性，利用無人機并配套相應的測定裝置，實現高效、精確、動態的放牧率的測定。目前對放牧率的測定，只是做一個定性的描述，因此我們需要發明一種技術定量、瞬時的測定草原的放牧率

發明內容

本發明提供了一種利用無人機測定牧場內放牧率的方法，利用無人機并配套相應的測定裝置，實現高效、精確、動態的放牧率的測定。

為了解決以上技術問題，本發明采取的技術方案是：

一種利用無人機測定牧場內放牧率的方法，包括以下步驟：

S1：用無人機載著GPS裝置沿著牧場的圍欄邊緣飛行，確定草原的面積S。

S2：無人機在牧場內每間隔50m飛行拍照，根據草場面積進行打點，飛行高度100m，飛行拍攝面積為100m*100m，總共飛了r次，對這r次的拍攝照片用軟件進行拼接校正，以確定牧場內家畜的數量、體尺和頻度，測算家畜單位，從而確定牧場的平均放牧率：

注：S表示草原面積，L確定的家畜單位。

步驟3：對牧場內任意時刻、任意區域放牧率的測定，假設從a時刻開始，b時刻結束，確定家畜的數量Y、體尺和頻度，從而確定家畜的單位，此時該區域的瞬時放牧率為：

其中Y為家畜的數量，S為所確定的草原面積。a為a時刻，b為b時刻。

步驟4：對牧場內任意時刻、任意區域放牧率的測定，一天中從放牧開始，直至放牧結束，每隔1h無人機在100m高空拍照。觀察3天，總共觀察n次，確定家畜的數量Y、體尺和頻度，從而確定家畜的平均數量，該區域平均放牧率為:

其中Y為家畜的數量，S為所確定的面積。

與現有的技術相比，本發明的有益效果是：上述方案中確定放牧率，為草地的合理利用提供科學有效地方法，同時，也為制定合理的草地適應性管理策略提供理論依據，這對于促進草地畜牧業的可持續發展，實現草地的生態系統服務功能價值有著一定的指導意義。

具體地：

1、能夠確定較為準確的草原面積，提供一種簡便的計算放牧率的方法。

2、無人機靈活，操作簡單，能夠高效精確對放牧進行動態監測。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施案例1

在祁連山北坡高寒草甸冬季牧場進行放牧，冬季牧場地形開闊平緩，面積約為160hm²。草地類型為寒溫微干山地草原類，甘肅馬鹿每年的11月下旬-翌年2月進行放牧，冬季牧場內的主要物種有紫花針茅、扁穗冰草、波乏早熟禾、甘肅苔草、矮嵩草、短花針茅。計算冬季牧場距離牧場300-600m區域的放牧率。

一種利用無人機測定牧場內放牧率的方法，包括以下步驟：

S1：用無人機載著GPS裝置沿著牧場的圍欄邊緣飛行，確定草原的面積400m*400m＝160hm²。

S2：無人機在牧場內每間隔50m飛行拍照，根據草場面積進行打點，飛行高度100m，飛行拍攝面積為100m*100m，總共飛了81次，對這81次的拍攝照片用軟件進行拼接校正，以確定牧場內家畜的數量、體尺和頻度，測算家畜單位，從而確定牧場的平均放牧率：

SR＝L/S＝260/160＝1.625AUMhm^-2

注：S表示草原面積，L確定的家畜單位。

步驟3：對距牧場入口100m設為中心，觀察100m*100m的放牧率，觀察5次，確定家畜的數量、體尺和頻度，從而確定家畜的單位，5次的瞬時的家畜單位為25、20、35、25、30。此時該區域的瞬時放牧率為：