[發明專利]一種基于無人機遙感影像的雜交水稻父母本識別提取方法

在審

• 申請號: 202210022642.6
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN115035423A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 張亞莉;劉含超;莫振杰;趙德華;田昊鑫;黃鑫榮;高啟超;顏康婷;肖駿祺;盧小陽;李萬堅;張子超;王林琳
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: G06V20/17
• 分類號: G06V20/17;G06V10/26;G06V10/764;G06V10/774;G06V10/82;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳譽宏;羅偉富

本發明公開了一種基于無人機遙感影像的雜交水稻父母本識別提取方法，首先通過無人機對試驗地進行圖像采集，并對采集到的圖像進行預處理，獲得試驗地的正射圖像，對獲得的正射圖像進行裁剪得到目標區域，并在目標區域上分別隨機選取母本、父本、雜草和裸地各多個樣本并且計算樣本的可分離性，并選擇分離性良好的樣本作為監督分類對象，計算目標區域的可見光植被指數和多光譜植被指數；隨后采用多種父母本分類提取方法對監督分類對象中父本和母本進行分類，并將分類結果作為測試集，將實際調查結果作為驗證集，以此構建多種父母本監督分類模型，選擇精度最高的為最佳父母本監督分類模型；通過所述的最佳父母本監督分類模型快速識別父本和母本。

技術領域

本發明屬于農業領域，具體涉及一種基于無人機遙感影像的雜交水稻父母本識別提取方法。

背景技術

雜交水稻是全球重要的糧食作物之一，有一半以上的人口是以稻米為主食，雜交水稻的產量對解決世界上糧食供不應求的問題具有重大意義。雜交水稻是一種異交結實，父母本開花期較短，每日開花的時間只有1.5-2h，花粉的存活時間也只有4-5min，父本可提供的有效花粉量將直接影響制種產量，通過快速精準的識別出父本，獲取最佳的授粉時間，來保證父母本花期相遇擁有良好的授粉情況是增加產量和保證種子優良品質的關鍵。且在授粉結束后，需提前割掉父本，為母本提供充足養分，保持通風性，減少病蟲危害，便于機械收割。因此，識別出父母本是雜交水稻農情監測的重要前提。傳統的農情監測主要是依靠人工田間調查，這種方式耗時多，誤差大，當種植面積大時，很難及時獲取到作物信息，隨著智慧農業的發展，規模化、機械化、智能化、輕簡化是我國水稻制種產業的發展趨勢，利用遙感技術對農田圖像信息和空間信息快速獲取的特點，為實現無人農場提供數據支持與決策參考，是降低勞動成本、提高制種率、實現科學制種的重要舉措，對實現雜交水稻制種授粉智能化決策與農場無人化作業有積極意義。

但是目前雜交水稻父本開花信息提取中基本是靠人工經驗獲取，時效性信息不足，難于及時掌握父本開花時間。

發明內容

本發明在于克服現有技術的不足，提供一種基于無人機遙感影像的雜交水稻父母本識別提取方法，所述雜交水稻父母本識別提取方法用無人機的靈活性和時效性對大塊雜交水稻田的父母本監督分類，進而準確獲取開花信息，能節省人力和時間，有效的提高了花粉利用率，增加了雜交水稻的產量。

本發明用于解決現有技術問題的技術方案是：

一種基于無人機遙感影像的雜交水稻父母本識別提取方法，包括以下步驟：

(1)、通過無人機對試驗地進行圖像采集；

(2)、對采集到的圖像進行預處理，獲得試驗地的正射圖像；

(3)、對獲得的正射圖像進行裁剪得到目標區域，并在目標區域上分別隨機選取母本、父本、雜草和裸地各10個樣本并且計算樣本的可分離性，并選擇分離性良好的樣本作為監督分類對象；

(4)、計算目標區域的可見光植被指數和多光譜植被指數；

(5)、采用多種父母本分類提取方法對監督分類對象中父本和母本進行分類，并將分類結果作為測試集，將實際調查結果作為驗證集，以此構建多種父母本監督分類模型，選擇精度最高的為最佳父母本監督分類模型；

(6)、無人機對試驗地進行圖像采集，并將采集到的圖像輸入最佳父母本監督分類模型，所述的最佳父母本監督分類模型輸出父本和母本的分類結果。

優選的，在步驟(1)中，所采用的無人機為深圳大疆精靈4多光譜版四旋翼無人機，該無人機對角線軸距為350mm，空載時續航飛行時間為27分鐘，信號最大有效距離為7Km，最大起飛質量為1487g；且所述無人機搭載6個1/2.9英寸的CMOS，其中包括1個用于可見光成像的彩色傳感器和藍光、綠光、紅光、紅邊、近紅外5個用于多光譜成像的單色傳感器，圖像分辨率為1600像素×1300像素。