[發(fā)明專利]一種基于遙感的煙草病蟲害監(jiān)測預警方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110584918.5
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113435252B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設計）人: 韋學平;許明忠;農世英;范東升;韋忠;羅剛;周文亮;宋戰(zhàn)鋒;李俊霖;賴洪敏;陸亞春;姚文藝
• 申請（專利權）人: 廣西壯族自治區(qū)煙草公司百色市公司
• 主分類號: G06F18/20
• 分類號: G06F18/20;G01N21/25;G06F18/214
• 代理公司: 佛山粵進知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 44463
• 代理人: 張敏

1.一種基于遙感的煙草病蟲害監(jiān)測預警方法，其特征在于，包括：

獲取目標區(qū)域內煙草的光譜數(shù)據(jù)；

選取光譜數(shù)據(jù)中對煙草病蟲害不同病害程度識別敏感的波段，根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)獲取光譜反射率，并通過分析所述光譜反射率識別煙草病蟲害信息；

建立煙草病蟲害監(jiān)測預警模型，生成目標區(qū)域內煙草病蟲害指數(shù)；

通過所述煙草病蟲害監(jiān)測預警模型對目標區(qū)域內煙草病蟲害進行預測并生成預警信息；

所述的建立煙草病蟲害監(jiān)測預警模型，生成目標區(qū)域內煙草病蟲害指數(shù)，其中所述煙草病蟲害監(jiān)測預警模型的建立基于紅色波段，近紅外波段和綠色波段的反射率的光譜反射空間中形成的三角形面積，將三角形面積與紅波段的反射率進行比值計算，得到所述的煙草病蟲害指數(shù)；

煙草病蟲害指數(shù)的計算公式具體為:

;

其中，表示所求的煙草病蟲害指數(shù)，、、分別表示對煙草病蟲害敏感波段的中心波長值，表示i波段的光譜反射率，表示紅波段的光譜反射率；

通過所述煙草病蟲害監(jiān)測預警模型對目標區(qū)域內煙草病蟲害進行監(jiān)測預警，具體為：

通過煙草病蟲害監(jiān)測預警模型，生成煙草病蟲害指數(shù)；

預設煙草病蟲害指數(shù)第一閾值及第二閾值，并根據(jù)所述閾值設置閾值區(qū)間；

所述煙草病蟲害指數(shù)小于等于第一閾值時，目標區(qū)域內煙草病蟲害狀況為正常，不生成預警信息；

所述煙草病蟲害指數(shù)大于第一閾值且小于等于第二閾值時，目標區(qū)域內煙草病蟲害狀況為輕微，生成二級預警信息；

所述煙草病蟲害指數(shù)大于等于第二閾值時，目標區(qū)域內煙草病蟲害狀況為嚴重，生成一級預警信息；

在煙草病蟲害監(jiān)測預警模型的基礎上，建立病蟲害損失風險預警模型，對目標區(qū)域內煙草的病蟲害導致的綜合價值損失進行預警，具體為：

采集目標區(qū)域內煙草的光譜信息及氣象信息，識別目標區(qū)域內煙草病蟲害情況，并選取造成煙草病蟲害的主要氣象因子；

確定所述主要氣象因子的對煙草病蟲害的影響程度；

根據(jù)大數(shù)據(jù)分析，分析目標區(qū)域內煙草的經(jīng)濟價值，獲得病蟲害原因造成目標區(qū)域內煙草的綜合價值損失；

建立病蟲害損失風險預警模型，確定煙草病蟲害帶來的損失；

病蟲害損失風險預警模型的表達式為：

;

其中，表示病蟲害損失風險預警模型的預警等級，表示病蟲害損失風險預警模型的比例系數(shù)，表示主要氣象因子的對煙草病蟲害的影響程度，表示煙草病蟲害監(jiān)測預警模型預警等級，表示目標區(qū)域內煙草的綜合價值損失；表示模型誤差函數(shù)。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于遙感的煙草病蟲害監(jiān)測預警方法，其特征在于，所述的選取光譜數(shù)據(jù)中對煙草病蟲害不同病害程度識別敏感的波段，具體為：

將光譜數(shù)據(jù)進行預處理，劃分為N個波段，生成初始訓練集；

通過隨機森林算法形成訓練模型，將初始訓練集導入所述訓練模型；

所述訓練模型在每次迭代中對訓練集進行替換采樣，所得新訓練集的大小與原訓練集相同；

在初始訓練集的N個波段中隨機選取n個波段，將選取的n個波段作為分割節(jié)點；

選取分割后部分波段進行加噪前后的誤差差異對比，確定光譜數(shù)據(jù)中個波段對煙草病蟲害不同病害程度識別的敏感程度。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于遙感的煙草病蟲害監(jiān)測預警方法，其特征在于，所述的根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)獲取光譜反射率，并通過分析所述光譜反射率識別煙草病蟲害信息，具體為：

根據(jù)所述光譜反射率計算生成煙草病蟲害判別指數(shù)；

預設煙草病蟲害判別指數(shù)閾值；

將所述煙草病蟲害判別指數(shù)和所述煙草病蟲害判別指數(shù)閾值進行比較，生成偏差率；

判斷所述偏差率是否大于預設偏差率閾值；

若大于，則確定目標區(qū)域內煙草種植區(qū)域存在病蟲害信息。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種基于遙感的煙草病蟲害監(jiān)測預警方法，其特征在于，所述的根據(jù)所述光譜反射率計算生成煙草病蟲害判別指數(shù)，其中煙草病蟲害判別指數(shù)具體計算公式為：

;

其中，T表示所求煙草病蟲害判別指數(shù)，表示近紅外光譜反射率，表示紅光光譜反射率。