[發明專利]基于無人機遙感的點穴播種出芽率監測方法與裝置

有效

• 申請號: 201810305437.4
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108537164B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 夏浪;張瑞瑞;陳立平;文瑤;伊銅川
• 申請（專利權）人: 北京農業智能裝備技術研究中心
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明提供一種基于無人機遙感的點穴播種出芽率監測方法與裝置，所述方法包括：以完整點穴播種農田影像中作物植被區的獨立影像斑塊為監測單元，通過監測每個所述監測單元的輪廓形狀及尺寸特性，劃分出重疊植株單元和單株植株單元；利用數據統計法，確定單棵植株所覆蓋的像元個數，并基于所述單棵植株所覆蓋的像元個數，計算所述重疊植株單元中植株的重疊次數；通過統計所述單株植株單元的總數和各所述重疊植株單元的所述重疊次數，計算出芽總植株數，并基于所述出芽總植株數和總播種點穴數，計算目標點穴播種的出芽率。本發明能夠有效提高作物出芽率的監測效率、準確性和適用性，從而極大的節省人力資源的消耗，提升信息化管理水平。

技術領域

本發明涉及農業信息技術領域，更具體地，涉及一種基于無人機遙感的點穴播種出芽率監測方法與裝置。

背景技術

快速準確的監測作物播種后的出芽情況對于對出芽率較低地塊的及時補種管理，從而有效提高土地的出產率，節約成本，提高生成效益，具有十分重要的意義。

目前，一般通過人工在農田進行目視查找和統計實現對作物出芽率的監測?；蛘?，通過采集作物種植區域的影像，并對影像進行固定像元數的像元組劃分，再對各像元組進行分類處理，得到綠色的作物植被和地表土壤。然后對得到的分類為作物植被的象元進行拓撲轉換，得到作物植株的矢量，并對矢量的個數進行計數即得到總的作物植株量，最后計算總的作物植株量與播種量的比值即得到作物的出芽率。此處拓撲轉換是指對由多個作物象元聚集在一起形成的孤立象元集合的邊界進行提取并轉換為矢量的處理過程。

上述的人工地塊調查方法精度高、效果好，但十分耗費人力資源，且效率低下，特別是在大面積的作物種植地區，往往會因為部分農田的作物在出芽后不能及時的進行補種作業，而影響后續作物產量。并且，隨著人工成本的上升，該方法將越來越難以被廣泛使用。

而通過采集作物地塊影像，并進行像元組劃分、分類、拓撲轉換和計數的方法，由于在進行像元組劃分時采用固定的像元數量標準，并以像元組為單位進行影像數據處理，而忽略了植株的重疊問題和植株大小問題，從而導致估算的出芽率存在偏差。例如，由于大田環境存在的差異，導致相鄰的播種點穴發芽的作物植株有重疊的可能，會導致估算的出芽率比實際情況偏低，或者由于一株植株較大而被劃分到多個像元組中，導致重復計算，并從而導致估算值偏高。

發明內容

為了克服上述問題或者至少部分地解決上述問題，本發明提供一種基于無人機遙感的點穴播種出芽率監測方法與裝置，用以有效提高作物出芽率的監測效率、準確性和適用性。

一方面，本發明提供一種基于無人機遙感的點穴播種出芽率監測方法，包括：S1，以完整點穴播種農田影像中作物植被區的獨立影像斑塊為監測單元，通過監測每個所述監測單元的輪廓形狀及尺寸特性，劃分出重疊植株單元和單株植株單元；S2，利用數據統計法，確定單棵植株所覆蓋的像元個數，并基于所述單棵植株所覆蓋的像元個數，計算所述重疊植株單元中植株的重疊次數；S3，通過統計所述單株植株單元的總數和各所述重疊植株單元的所述重疊次數，計算出芽總植株數，并基于所述出芽總植株數和總播種點穴數，計算目標點穴播種的出芽率。

其中，所述S1的步驟進一步包括：根據目標點穴播種作物的單株植株輪廓形狀特性，制定植株重疊判定模型，并根據各所述監測單元的輪廓形狀及尺寸特性，利用所述植株重疊判定模型，判定每個所述監測單元屬于所述重疊植株單元或者所述單株植株單元。

其中，所述S2的步驟進一步包括：利用數據統計法，制定單棵植株所覆蓋的像元個數的頻率分布百分比圖，并基于所述頻率分布百分比圖，計算所述單棵植株所覆蓋的像元個數；基于所述單棵植株所覆蓋的像元個數，計算單棵植株平均輪廓直徑，并基于所述單棵植株平均輪廓直徑和所述重疊植株單元的最大軸長，計算所述植株的重疊次數。