[發明專利]基于物聯網的荔枝蟲害監測預警方法、系統及存儲介質

有效

• 申請號: 202210370809.8
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114445785B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 趙燦;李敦松;郭義;夏玥
• 申請（專利權）人: 廣東省農業科學院植物保護研究所
• 主分類號: G06V20/52
• 分類號: G06V20/52;G06V10/764;G06V10/774;G06V10/82;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G06Q10/04;G06Q50/02;G06F16/2457;A01M1/04;A01G13/00
• 代理公司: 佛山粵進知識產權代理事務所(普通合伙) 44463
• 代理人: 耿鵬

1.一種基于物聯網的荔枝蟲害監測預警方法，其特征在于，包括以下步驟：

通過獲取荔枝植株圖像信息，將所述荔枝植株信息進行圖像分割獲取葉片及果實區域圖像信息，將所述葉片及果實區域圖像信息進行預處理；

基于生成對抗網絡及卷積神經網絡構建荔枝蟲害識別模型，將預處理后的葉片及果實區域圖像信息導入所述荔枝蟲害識別模型，進行荔枝蟲害的識別與分類；

根據蟲害識別結果結合蟲害的主要蟲態信息進行荔枝蟲害的分級預警；

同時根據荔枝蟲害種類信息及主要蟲態信息制定綜合防治方案，將荔枝蟲害識別結果、蟲害預警及綜合防治方案按照預設方式進行顯示；

所述的根據蟲害識別結果結合蟲害的主要蟲態信息進行荔枝蟲害的分級預警，具體為：

根據不同種類的荔枝蟲害預設不同的閾值區間，根據葉片及果實區域圖像信息中的錨框中的荔枝蟲害的形態進行分齡，并根據分齡結果確定荔枝蟲害的主要蟲態信息；

根據單一葉片或果實上的主要蟲態信息對應蟲害數量信息估算荔枝植株中的蟲害數量信息；

根據所述蟲害數量信息所落在的預設閾值區間確定荔枝蟲害的預警信息；

在進行蟲害預警時將荔枝蟲害造成的經濟損失進行預測并預警，具體為：

根據荔枝蟲害的種類信息及主要蟲態信息結合荔枝種植地所在度的氣象信息進行下一蟲態發生期的預測，根據預測蟲害的蟲態發生期獲取蟲害爆發期的預測時間；

根據當前荔枝種植區域中受蟲害植株數量計算當前荔枝蟲害病情指數，根據所述當前荔枝蟲害病情指數結合爆發期預測時間預估爆發期荔枝蟲害病情指數；

獲取往年同期歷史荔枝蟲害病情指數，將所述爆發期荔枝蟲害病情指數與所述歷史荔枝蟲害病情指數進行對比生成病情系數；

根據所述病情系數及歷史荔枝產量信息生成爆發期荔枝產量損失信息，根據所述產量損失信息獲取枝蟲害造成的經濟損失，同時根據當前獲荔枝種植區域內土地利用數據，獲取生態價值損失，根據所述經濟損失及生態價值損失生成綜合損失預警；

所述的根據荔枝蟲害種類信息及主要蟲態信息制定綜合防治方案，具體為:

通過荔枝蟲害識別結果判斷蟲害所屬類別是否具備趨光性，若具備趨光性，則根據蟲害所屬種類的趨光性獲取光強及光色信息；

根據預設范圍將荔枝種植區域劃分多個子區域，并根據各子區域的荔枝種植密度確定燈光誘捕位置信息，根據所述光強及光色信息及燈光誘捕位置信息生成燈光誘殺防治方案；

獲取葉片及果實區域圖像信息中的蟲害圖像信息，根據所述蟲害圖像信息進行蟲害的蟲齡判斷，根據蟲害的種類信息及蟲齡預測蟲害的爆發期，根據所述爆發期及果實收獲期確定最佳防治期；

通過蟲害的種類信息獲取大數據檢索，獲取同種類型蟲害的防治案例，將所述防治案例按照仿效進行排序，獲取仿效最高的防治案例中對應的藥劑配方作為首選藥劑，并結合最佳防治期生成化學防治方案。

2.根據權利要求1所述的一種基于物聯網的荔枝蟲害監測預警方法，其特征在于，所述的基于生成對抗網絡及卷積神經網絡構建荔枝蟲害識別模型，具體為：

基于生成對抗網絡及卷積神經網絡構建荔枝蟲害識別模型，獲取單一背景及復雜背景的真實荔枝蟲害圖像信息，通過所述生成對抗網絡進行荔枝蟲害圖像的數據擴充；

將所述荔枝蟲害圖像信息導入生成對抗網絡，將所述真實荔枝蟲害圖像信息獲取預設數量的圖像信息匹配隨機噪聲輸入到生成對抗網絡中的生成器，并根據預設生成圖像尺寸將噪聲進行尺寸規范，通過多層反卷積處理生成荔枝蟲害樣本圖像信息；

在生成對抗網絡中的判別器中通過雙卷積網絡對荔枝蟲害圖像信息通過多層卷積進行不同尺度的特征圖提取，通過調整滑動步長將特征圖進行特征融合，并進行標準化及非線性變化處理，將特征圖變換為預設維度特征向量后判斷圖像是否為真；

將所述判別器及生成器進行交替訓練至損失函數平穩，將各種類真實荔枝蟲害圖像信息導入生成對抗網絡生成對應種類的荔枝蟲害樣本圖像信息，并對所述荔枝蟲害樣本圖像信息進行評價，判斷所述荔枝蟲害樣本圖像信息與真實荔枝蟲害圖像信息的質量偏差；

若所述質量偏差處于預設相似度預設范圍內，則根據荔枝蟲害樣本圖像信息生成荔枝蟲害樣本圖像數據集。