[發明專利]一種農田的灌溉需水量計算方法及裝置

在審

• 申請號: 202211367060.8
• 申請日: 2022-11-01
• 公開（公告）號: CN115687850A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 張鐘莉莉;張馨;趙九霄;郭瑞;郝迪;王德群
• 申請（專利權）人: 北京市農林科學院智能裝備技術研究中心
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10;G06Q50/02;G06V10/26;G06V20/10;G06V10/774
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張睿

1.一種農田的灌溉需水量計算方法，其特征在于，包括：

根據顏色特征對農田的目標圖像進行圖像分割，確定所述目標圖像中的綠色作物所處的目標區域；

根據所述目標區域的像素個數與所述目標圖像的總像素個數的比值，確定綠色作物的覆蓋率；

根據所述覆蓋率和氣象數據，確定所述農田的灌溉需水量。

2.根據權利要求1所述的農田的灌溉需水量計算方法，其特征在于，所述基于所述覆蓋率結合氣象數據，確定所述農田的灌溉需水量，包括：

將所述覆蓋率輸入作物系數目標估算模型，獲取所述綠色作物的作物系數；

根據所述作物系數和氣象數據，確定所述農田的參考作物蒸發蒸騰量；

基于所述作物系數和所述參考作物蒸發蒸騰量，確定所述農田的灌溉需水量。

3.根據權利要求1所述的農田的灌溉需水量計算方法，其特征在于，在根據顏色特征對農田的目標圖像進行圖像分割，確定所述目標圖像中的綠色作物所處的目標區域之前，還包括：

利用圖像采集設備采集所述農田的初始圖像；

利用降噪算法和透視變換法對所述初始圖像進行優化處理，獲取目標圖像；

所述圖像采集設備包括手機。

4.根據權利要求2所述的農田的灌溉需水量計算方法，其特征在于，建立所述作物系數估算模型的步驟包括：

獲取多個數目相同的目標圖像樣本集，將其中一個目標圖像樣本集作為目標圖像測試集，其余的每個目標圖像樣本集作為目標圖像訓練集；

根據目標圖像樣本的覆蓋率與作物系數的函數關系，利用每個目標圖像訓練集建立對應的作物系數估算模型；

利用所述目標圖像測試集，對每個所述作物系數估算模型進行測試，將最優的作物系數估算模型作為作物系數目標估算模型。

5.根據權利要求2所述的農田的灌溉需水量計算方法，其特征在于，所述根據所述作物系數和氣象數據，確定所述農田的參考作物蒸發蒸騰量，其計算公式為：

R_n＝R_ns-R_nl；

G＝0.38(T_d-T_d-1)；

γ＝0.00163P/λ；

U₂＝4.87·U_h/ln(67.8h-5.42)；

ET₀為參考作物蒸發蒸騰量；T為平均氣溫；Δ為溫度-飽和水汽壓關系曲線在T處的切線斜率；R_n為凈太陽輻射，R_ns為靜短波輻射，R_nl為靜長波輻射；G為土壤熱通量，對于逐日估算ET₀，計算第d日土壤熱通量，T_d和T_d-1分別是第d天和第d-1天的平均氣溫；γ為溫度表常數，λ為潛熱；U₂為2米高處風速，h為高度，U_h為高度h處的風速；e_a為飽和水汽壓；e_d為實際水汽壓，其中T_min為日最低氣溫，T_max為日最高氣溫,P為當日的降水量。

6.根據權利要求2所述的農田的灌溉需水量計算方法，其特征在于，所述基于所述作物系數和所述參考作物蒸發蒸騰量，確定所述農田的灌溉需水量，其具體公式為：

ET_c＝K_c*ET₀；

其中，ET_c為灌溉需水量，K_c為作物系數。

7.一種農田的灌溉需水量計算裝置，其特征在于，包括：

第一處理模塊，用于根據顏色特征對農田的目標圖像進行圖像分割，確定所述目標圖像中的綠色作物所處的目標區域；

第二處理模塊，用于根據所述目標區域的像素個數與所述目標圖像的總像素個數的比值，確定綠色作物的覆蓋率；

第三處理模塊，用于根據所述覆蓋率和氣象數據，確定所述農田的灌溉需水量。