[發(fā)明專利]保護(hù)性耕作玉米冠層BRDF模型構(gòu)建方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011265438.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN112419480A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇偉;王新盛;謝茈萱;張穎;陶萬成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T17/00
• 分類號(hào): G06T17/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 郭亮

本發(fā)明實(shí)施例提供保護(hù)性耕作玉米冠層BRDF模型構(gòu)建方法及裝置，該方法包括：根據(jù)保護(hù)性耕作模式下的玉米植株三維點(diǎn)云信息和玉米植株彩色圖片，構(gòu)建保護(hù)性耕作模式下的群體玉米植株三維模型；根據(jù)預(yù)設(shè)葉片理化性狀參數(shù)和預(yù)設(shè)葉片結(jié)構(gòu)信息，建立玉米葉片輻射傳輸?shù)膮?shù)；基于所述群體玉米植株三維模型和所述玉米葉片輻射傳輸?shù)膮?shù)，建立保護(hù)性耕作玉米冠層雙向反射分布函數(shù)模型。通過充分利用地激光雷達(dá)精度高的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建保護(hù)性耕作模式下的群體玉米植株三維模型，通過DART離散各向異性三維輻射傳輸模型，模擬在不同寬窄行種植模式下、不同觀測(cè)角度上的玉米冠層光譜反射率，填補(bǔ)了保護(hù)性耕作玉米冠層BRDF模型構(gòu)建方面的空白。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及保護(hù)性耕作玉米冠層BRDF模型構(gòu)建方法及裝置。

背景技術(shù)

保護(hù)性耕作是指通過少耕、免耕、地表微地形改造技術(shù)及地表覆蓋、合理種植等綜合配套措施,從而減少農(nóng)田土壤侵蝕,保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境,并獲得生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益協(xié)調(diào)發(fā)展的可持續(xù)農(nóng)業(yè)技術(shù)。保護(hù)性耕作的核心技術(shù)包括少耕、免耕、緩坡地等高耕作、溝壟耕作、秸稈覆蓋、寬窄行種植技術(shù)等。

目前，窄行種植技術(shù)已經(jīng)在多數(shù)玉米種植區(qū)得到了推廣，窄行種植技術(shù)全稱是玉米寬窄行交替休閑種植技術(shù)，就是把現(xiàn)行的均勻壟種植耕作法，改成寬行80-90cm、窄行40-50cm的種植方式。玉米拔節(jié)前在寬行結(jié)合追肥進(jìn)行深松，秋收時(shí)苗帶窄行留高茬，秋收后用條帶旋耕機(jī)對(duì)寬行進(jìn)行旋耕，達(dá)到播種狀態(tài)，窄行留高茬自然腐爛還田。第二年春季，在旋耕過的寬行播種，形成新的窄行苗帶，追肥期在新的寬行中耕深松追肥，即完成了隔年深松、苗帶輪換、交替休閑的寬窄行保護(hù)性耕作模式。

相比于傳統(tǒng)的均勻壟種植耕作方法，寬窄行的保護(hù)性耕作方式的玉米冠層呈不均勻分布特征，這種不均勻冠層從不同角度進(jìn)行觀測(cè)時(shí)將會(huì)帶來更為明顯的角度效應(yīng)。但是，傳統(tǒng)的植被冠層BRDF模型并未考慮這種壟作結(jié)構(gòu)的冠層差異。

因此，如何進(jìn)行保護(hù)性耕作玉米冠層BRDF模型構(gòu)建已經(jīng)成為業(yè)界亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供保護(hù)性耕作玉米冠層BRDF模型構(gòu)建方法及裝置，用以解決上述背景技術(shù)中提出的技術(shù)問題，或至少部分解決上述背景技術(shù)中提出的技術(shù)問題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種保護(hù)性耕作玉米冠層BRDF模型構(gòu)建方法，包括：

根據(jù)保護(hù)性耕作模式下的玉米植株三維點(diǎn)云信息和玉米植株彩色圖片，構(gòu)建保護(hù)性耕作模式下的群體玉米植株三維模型；

根據(jù)預(yù)設(shè)葉片理化性狀參數(shù)和預(yù)設(shè)葉片結(jié)構(gòu)信息，建立玉米葉片輻射傳輸?shù)膮?shù)；

基于所述群體玉米植株三維模型和所述玉米葉片輻射傳輸?shù)膮?shù)，建立保護(hù)性耕作玉米冠層BRDF模型。

更具體的，所述根據(jù)保護(hù)性耕作模式下的玉米植株三維點(diǎn)云信息和玉米植株彩色圖片，構(gòu)建保護(hù)性耕作模式下的群體玉米植株三維模型的步驟，具體包括：

通過各個(gè)地基激光雷達(dá)掃描儀獲取不同寬窄行保護(hù)性耕作模式下的多個(gè)離散玉米植株三維點(diǎn)云，并根據(jù)各個(gè)地基激光雷達(dá)掃描儀的衛(wèi)星定位信息，對(duì)多個(gè)離散玉米植株三維點(diǎn)云進(jìn)行點(diǎn)云拼接，得到玉米植株三維點(diǎn)云信息；

將所述三維植株三維點(diǎn)云信息和所述玉米植株彩色圖片進(jìn)行融合，得到三維植株彩色點(diǎn)云；

根據(jù)所述三維植株彩色點(diǎn)云構(gòu)建保護(hù)性耕作模式下的群體玉米植株三維模型。

更具體的，所述根據(jù)所述三維植株彩色點(diǎn)云構(gòu)建保護(hù)性耕作模式下的群體玉米植株三維模型的步驟，具體包括：

對(duì)所述三維植株彩色點(diǎn)云通過點(diǎn)云密度進(jìn)行去燥處理，并根據(jù)點(diǎn)云顏色區(qū)分地面點(diǎn)云和非地面點(diǎn)云；