[發明專利]一種基于高寒草甸草地產草量估算放牧率的方法和系統

在審

• 申請號: 202010522416.5
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111582246A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 馬銀山;陳葉
• 申請（專利權）人: 河西學院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06N3/04;G06T7/60;G06Q10/04;G06Q50/02
• 代理公司: 西安合創非凡知識產權代理事務所(普通合伙) 61248
• 代理人: 馬英

本發明涉及環境保護領域，具體公開了一種基于高寒草甸草地產草量估算放牧率的方法和系統，該方法基于高寒草甸草地的實時遙感圖像及采用歷史高寒草甸草地中草地圖像集構建的Faster R?CNN模型實現了草地覆蓋區圖像集的獲取，然后基于草地覆蓋區面積的計算，結合該時間段草對應的草的長度參數實現了高寒草甸草地產草量的快速估算，然后基于放牧率換算模型根據估算所得的高寒草甸草地產草量實現對應的放牧率的估算，從而可以快速且較為精確的獲取到當前草地對應的放牧率，進而避免因過度放牧而造成草地退化的情況。

技術領域

本發明涉及環境保護領域，具體涉及一種基于高寒草甸草地產草量估算放牧率的方法和系統。

背景技術

高寒草甸生態系統是青藏高原主要草地生態系統類型，而高寒草甸上的畜牧業是青藏高原地區的主導產業。目前，由于當地牧民不合理的開發利用，如超載過牧等，已然造成該地區高寒草甸草地的嚴重退化，而確定寒草甸草地產草量及其對應放牧率是目前最為有效的避免高寒草甸草地退化的方法。

目前，確定高寒草甸草地產草量及其對應放牧率的方法，主要采用野外選取代表性樣點布置樣方采樣，然后利用樣方的代表性來估算該區域的產草量，根據所估算得到的產草量進而求得放牧率的方式，費時費力的同時，存在很大的誤差。

所以，如何快速、全面獲取當地高寒草甸草地產草量，以精確確定高寒草甸草地對應的放牧率，是一個亟待解決的問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種基于高寒草甸草地產草量估算放牧率的方法和系統，可以快速得到當前草地對應的放牧率，進而避免因過度放牧而造成草地退化的情況。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種基于高寒草甸草地產草量估算放牧率的方法，基于高寒草甸草地的實時遙感圖像實現草地產量的估算，然后根據估算所得的草地產量實時獲取對應的放牧率。

進一步地，包括如下步驟：

S1、基于無人機實現高寒草甸草地實時遙感圖像的采集；

S2、讀取高寒草甸草地實時遙感圖像內載的POS數據，并基于Faster R-CNN 模型實現高寒草甸草地中草地覆蓋區域的檢測定位，生成草地覆蓋區圖像集；

S3、實現草地覆蓋區圖像集的預處理，并基于連通分量外接矩形的長寬比實現草地覆蓋區形狀尺寸的識別、測量；

S4、基于預設的算法實現草地覆蓋區總面積的計算，并基于草地覆蓋區總面積以及該時間段草對應的草的長度參數實現高寒草甸草地產草量的估算；

S5、基于放牧率換算模型根據所述高寒草甸草地產草量實現對應的放牧率的估算。

進一步地，所述步驟S3中，首先將草地覆蓋區圖像進行小波分解，然后對各頻帶的子圖像采用不同的閥值進行中值濾波處理，然后采用Otsu算法對完成去噪處理的圖像進行自動閾值分割，得到二值圖像，然后基于連通分量外接矩形的長寬比實現二值圖像中草地覆蓋區形狀尺寸的識別、測量。

進一步地，還包括根據高寒草甸草地的分布圖實現無人機圖像采集坐標規劃的步驟。

進一步地，不同的形狀對應不同的面積計算公式，面積計算時，采用將草地覆蓋區分割成若干個規則圖形的方式。

進一步地，還包括在預設的區域面積內，草地覆蓋區總面積落入預設的閥值內時發出預警的步驟。

本發明還提供了一種基于高寒草甸草地產草量估算放牧率的系統，包括：

遙感圖像采集模塊，用于通過無人機定點定時實現高寒草甸草地遙感圖像的采集；