[發明專利]基于單時序NDVI的甜菜識別方法、系統、設備、介質及終端

有效

• 申請號: 202010645297.2
• 申請日: 2020-07-07
• 公開（公告）號: CN111950361B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 曹陽;張少英;李國龍;林艷軍;孫亞卿;李寧寧;范慧艷
• 申請（專利權）人: 內蒙古農業大學
• 主分類號: G06V20/10
• 分類號: G06V20/10;G06V10/764;G01N21/359;G01N21/3563;G01N21/17;G01S19/42
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發明屬于遙感影像識別技術領域，公開了一種基于單時序NDVI的甜菜識別方法，獲取含有近紅外波段、紅光波段以及遙感影像數據；同時篩選農作物的光譜特征，找出甜菜光譜特征值最明顯的時期，做單時序NDVI反演分析；對所有甜菜地塊的海拔和坡度信息統計分析；以單時序的遙感數據做基礎數據，將獲取的GPS坐標信息導入影像，使用監督分類法進行分類，采用隨機森林分類器對研究區的甜菜進行識別形成識別結果圖；對單時序NDVI影像數據進行累積統計，確定作物分類的下限和上限閾值；通過分類樹法將海拔、坡度和隨機森林分類器的初步分類閾值作為篩選條件。本發明最大程度上提高甜菜識別率。

技術領域

本發明屬于遙感影像識別技術領域，尤其涉及一種基于單時序NDVI的甜菜識別方法。

背景技術

甜菜是我國第二大產糖作物，是北方地區重要的經濟作物。赤峰是內蒙古自治區主要的甜菜產區之一，主要栽培作物為玉米和甜菜。受玉米價格持續低迷影響，一些玉米主產區大力發展甜菜種植，收益顯著。在國家宏觀農業調減玉米種植的大背景下，甜菜是非常好的替代作物之一。甜菜已成為北方唯一常年實施保價收購的大宗農產品，甜菜制糖業全部實現了訂單種植，并且順帶解決就業和帶動當地服務業、運輸業以及地方農業機械合作社的發展。甜菜已經成為農戶耕作目標的首選，也是貧困地區脫貧攻堅的重要選擇。赤峰市林西縣通過甜菜富民的模式已經成功完成脫貧任務，這也成為了自治區脫貧攻堅的成功案例。

甜菜畝產經濟效益高，種植收獲全程機械化程度高，是農機合作社模式下大面積種植管理的潛力作物品種。但是甜菜產業的發展也存在一定的問題。褐斑病是甜菜最常見的病害，其主要的傳播途徑是病菌以菌絲團在種球或病殘體上越冬，在第二年成為初侵染源。在春季溫濕度適宜的環境中產生分生孢子，如果防治措施不及時在七月中下旬至八月上旬爆發，會嚴重影響甜菜的產質量，不但使甜菜塊根含糖率下降，而且會減產20％以上，甚至絕收。其最有效的防治措施是收獲后及時清除病殘體，集中燒毀或漚肥，國家出臺的甜菜種植技術指導說明建議實行4年以上的輪作，并與上一年甜菜地保持500米以上的距離。

但是由于甜菜收益高以及農戶對連續種植甜菜的潛在危害認識不足等原因，很多農戶會在自己的大田中連續兩年甚至三年種植。這不僅導致農戶管理成本上升，還極大的增加了病害發生的風險，降低了甜菜的產質量，降低糖廠的生產效益，最終對整個甜菜制糖業造成負面影響。傳統依靠農務員實地調查統計甜菜地塊不但耗費大量的人力物力且時效性不高。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：

(1)現有技術存在農戶管理成本上升，極大的增加了病害發生的風險，降低了甜菜的產質量，降低糖廠的生產效益，最終對整個甜菜制糖業造成負面影響。

(2)傳統依靠農務員實地調查統計甜菜地塊不但耗費大量的人力物力且時效性不高。

解決以上問題及缺陷的難度為：

(1)遙感數據收集，目前沒有基于遙感衛星數據甜菜識別的相關研究，所有數據需要逐月進行收集，以找出最佳的識別時期；

(2)遙感地物識別存在異物同譜的問題，即不同的地物的光譜特征相同，這種現象降低了甜菜的識別精度；

(3)需要大量的數據進行樣本訓練，樣本量越多精度越高。

解決以上問題及缺陷的意義為：

(1)通過遙感技術手段進行甜菜識別可以降低農務員的壓力，提高調查效率；

(2)遙感技術具有追溯性，避免了農民為追求經濟利益瞞報地塊種植的情況；

(3)通過加入坡度、坡向、海拔等參數提供了對甜菜識別的精度。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于單時序NDVI的甜菜識別方法。