[發(fā)明專利]一種無人機(jī)精準(zhǔn)變量施肥方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211246300.9
• 申請(qǐng)日: 2022-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN115482120A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李新偉;李軍;劉吉?jiǎng)P;蘇祥祥;陶新宇;年穎;岳虎;劉慶洋;王偉強(qiáng);祝雪晴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽科技學(xué)院
• 主分類號(hào): G06Q50/02
• 分類號(hào): G06Q50/02;G06F30/20;A01C21/00
• 代理公司: 北京睿智保誠(chéng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732
• 代理人: 杜娟

1.一種無人機(jī)精準(zhǔn)變量施肥方法，其特征在于：包括以下步驟；

S1：選取無人機(jī)精準(zhǔn)變量施肥農(nóng)作物試驗(yàn)區(qū)；

S2：設(shè)計(jì)無人機(jī)精準(zhǔn)變量施肥農(nóng)作物試驗(yàn)計(jì)劃；

S3：通過無人機(jī)精準(zhǔn)變量施肥系統(tǒng)對(duì)步驟S2中的試驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行解析；

S4：通過步驟S3中得出的試驗(yàn)解析對(duì)農(nóng)作物在生長(zhǎng)關(guān)鍵生育時(shí)期所需的施肥量進(jìn)行延伸分析。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人機(jī)精準(zhǔn)變量施肥方法，其特征在于：所述步驟S1中所選的無人機(jī)精準(zhǔn)變量施肥農(nóng)作物試驗(yàn)區(qū)的年均溫度為15.0℃，年均降雨量為907mm，無霜期為200d，土壤為典型的砂姜黑土。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人機(jī)精準(zhǔn)變量施肥方法，其特征在于：所述步驟S2中設(shè)計(jì)的無人機(jī)精準(zhǔn)變量施肥農(nóng)作物試驗(yàn)計(jì)劃為試驗(yàn)區(qū)主栽品種為皖麥38，為冬小麥，試驗(yàn)區(qū)面積為10m×5m，采用播種量為90～120kg/hm²的10～12cm等行距機(jī)械化播種，采用氮肥單因素120kg/hm²的梯度試驗(yàn)，3次重復(fù)，每個(gè)梯度設(shè)3個(gè)試驗(yàn)區(qū)，45個(gè)試驗(yàn)區(qū)隨機(jī)排列，磷、鉀肥全部作為基肥施用。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人機(jī)精準(zhǔn)變量施肥方法，其特征在于：所述步驟S3中通過無人機(jī)精準(zhǔn)變量施肥系統(tǒng)對(duì)步驟S2中的試驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行解析，以得到最優(yōu)冬小麥氮肥營(yíng)養(yǎng)診斷的指標(biāo)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人機(jī)精準(zhǔn)變量施肥方法，其特征在于：所述步驟S4中對(duì)農(nóng)作物在生長(zhǎng)關(guān)鍵生育時(shí)期所需的施肥量進(jìn)行延伸分析包括植被指數(shù)與冬小麥各關(guān)鍵生育時(shí)期施氮量和產(chǎn)量的關(guān)系、氮肥效應(yīng)曲線和冬小麥關(guān)鍵生育期追肥推薦模型的建立。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種無人機(jī)精準(zhǔn)變量施肥方法，其特征在于：所述植被指數(shù)與冬小麥各關(guān)鍵生育時(shí)期施氮量和產(chǎn)量的關(guān)系為通過冬小麥返青期、拔節(jié)期和抽穗期累積氮肥施用量和產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與差值植被指數(shù)差值植被指數(shù)(DVI)相關(guān)關(guān)系分析，建立DVI與冬小麥關(guān)鍵生育時(shí)期施肥量及產(chǎn)量的回歸模型，所述氮肥效應(yīng)曲線為通過冬小麥全生育期不同處理總施氮量與小麥籽粒產(chǎn)量的回歸關(guān)系擬合，得到冬小麥的氮肥效應(yīng)曲線，所述冬小麥關(guān)鍵生育期追肥推薦模型的建立為根據(jù)小麥關(guān)鍵生育時(shí)期的施氮總量與DVI值線性關(guān)系、最佳施肥量、最高施肥量可得基于DVI值的定量追肥模型。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人機(jī)精準(zhǔn)變量施肥系統(tǒng)，其特征在于：所述步驟S3中的無人機(jī)精準(zhǔn)變量施肥系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)收集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)結(jié)果分析模塊，所述數(shù)據(jù)收集模塊的輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端連接，數(shù)據(jù)處理模塊的輸出端與數(shù)據(jù)結(jié)果分析模塊的輸入端連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種無人機(jī)精準(zhǔn)變量施肥系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)收集模塊采用無人機(jī)光譜數(shù)據(jù)獲取，所述無人機(jī)光譜數(shù)據(jù)獲取通過eBeeSQ固定翼無人機(jī)采集數(shù)據(jù)，將無人機(jī)與eMtionAg軟件連接并使用軟件規(guī)劃好無人機(jī)飛行參數(shù)，無人機(jī)在飛行過程中，多光譜傳感器會(huì)根據(jù)圖像的40％重疊度按照一定頻率對(duì)地面的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，本次研究采集的相片數(shù)共382張。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種無人機(jī)精準(zhǔn)變量施肥系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理模塊采用Pix4Dmapper Pro無人機(jī)處理軟件對(duì)無人機(jī)影像數(shù)據(jù)預(yù)處理，使用ENVI 5.1對(duì)光譜數(shù)據(jù)提取，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和繪圖運(yùn)用Excel、SPSS11.0和Origin9.1。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種無人機(jī)精準(zhǔn)變量施肥系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)結(jié)果分析模塊通過無人機(jī)影像提取R、G、B、NIR四個(gè)波段的反射率，計(jì)算歸一化植被指數(shù)NDVI等10個(gè)典型植被指數(shù)值，并與反映小麥氮肥營(yíng)養(yǎng)狀況的農(nóng)學(xué)參數(shù)如葉片氮含量、葉片氮積累量和植株氮濃度等進(jìn)行相關(guān)分析，以期得到最優(yōu)冬小麥氮肥營(yíng)養(yǎng)診斷的指標(biāo)。