[發(fā)明專利]基于無人機(jī)多光譜圖像融合的作物產(chǎn)量預(yù)測方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210428234.0
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114782843A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉飛;周軍;陸祥宇;楊睿;陳夢媛;焦杰;劉羽飛;孔汶汶
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G06V20/17
• 分類號: G06V20/17;G06V10/54;G06V10/56;G06V10/764;G06V10/80;G06K9/62;G06Q10/04;G06Q50/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 韓雪梅

1.一種基于無人機(jī)多光譜圖像融合的作物產(chǎn)量預(yù)測方法，其特征在于，所述基于無人機(jī)多光譜圖像融合的作物產(chǎn)量預(yù)測方法包括：

采集目標(biāo)區(qū)域作物成熟前的多光譜圖像；

根據(jù)所述多光譜圖像，確定作物測產(chǎn)區(qū)域；

從所述作物測產(chǎn)區(qū)域中提取5個波段的灰度圖像；5個波段包括藍(lán)、綠、紅、紅邊及近紅外波段；

根據(jù)每個灰度圖像，確定對應(yīng)波段的紋理特征；

根據(jù)各波段的紋理特征，確定6個紋理指數(shù)；

從所述作物測產(chǎn)區(qū)域中提取5個波段的反射率值，并分別確定每個波段的反射率平均值；

根據(jù)各波段的反射率平均值，確定6個植被指數(shù)；

從所述作物測產(chǎn)區(qū)域中提取紅、綠、藍(lán)波段的灰度值，并分別確定紅、綠、藍(lán)波段的平均灰度值；

根據(jù)紅、綠、藍(lán)波段的平均灰度值，確定6個顏色指數(shù)；

根據(jù)6個紋理指數(shù)、6個植被指數(shù)和6個顏色指數(shù)，確定產(chǎn)量指數(shù)；

根據(jù)所述產(chǎn)量指數(shù)，采用隨機(jī)森林方法，確定所述目標(biāo)區(qū)域的作物總產(chǎn)量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)多光譜圖像融合的作物產(chǎn)量預(yù)測方法，其特征在于，所述采集目標(biāo)區(qū)域作物成熟前的多光譜圖像，具體包括：

通過無人機(jī)攜帶多光譜相機(jī)采集所述目標(biāo)區(qū)域的多張初始多光譜圖像；

根據(jù)各初始多光譜圖像的特征，對多張初始多光譜圖像進(jìn)行拼接，得到所述目標(biāo)區(qū)域作物成熟前的多光譜圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)多光譜圖像融合的作物產(chǎn)量預(yù)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述多光譜圖像，確定作物測產(chǎn)區(qū)域，具體包括：

通過預(yù)先在目標(biāo)區(qū)域放置的光譜校正板，對所述多光譜圖像進(jìn)行校正，得到多光譜校正圖像；

將所述多光譜校正圖像中的周邊區(qū)域去除，得到作物測產(chǎn)目標(biāo)區(qū)域。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)多光譜圖像融合的作物產(chǎn)量預(yù)測方法，其特征在于，所述紋理特征包括逆差距紋理、反差紋理、能量紋理及自相關(guān)紋理；

采用以下公式，確定6個紋理指數(shù)：

其中，TI₁、TI₂、TI₃、TI₄、TI₅、TI₆為6個紋理指數(shù)，CON_Red為紅色波段的反差紋理，ENE_NIR為近紅外波段的能量紋理，ENE_Red為紅色波段的能量紋理，COR_Red為紅色波段的自相關(guān)紋理，CON_NIR為近紅外波段的反差紋理。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)多光譜圖像融合的作物產(chǎn)量預(yù)測方法，其特征在于，采用以下公式，確定6個植被指數(shù)：

VI₁＝(RE-NIR)/(B-R)；

VI₂＝R-B；

VI₃＝(NIR-R)/(NIR+R)；

VI₄＝NIR/B；

VI₅＝1.5*(R-B)/(R+B+0.5)；

VI₆＝1.16*(NIR-R)/(NIR+R+0.16)；

其中，VI₁、VI₂、VI₃、VI₄、VI₅、VI₆為6個植被指數(shù)，RE為紅邊波段的反射率平均值，NIR為近紅外波段的反射率平均值，B為藍(lán)波段的反射率平均值，R為紅波段的反射率平均值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)多光譜圖像融合的作物產(chǎn)量預(yù)測方法，其特征在于，所述根據(jù)紅、綠、藍(lán)波段的平均灰度值，確定6個顏色指數(shù)，具體包括：

對每一波段的平均灰度值進(jìn)行歸一化，得到對應(yīng)波段的歸一化灰度值；

根據(jù)各波段的歸一化灰度值，確定6個顏色指數(shù)。