[發(fā)明專利]一種農(nóng)田的灌溉需水量計(jì)算方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211367060.8
• 申請(qǐng)日: 2022-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN115687850A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鐘莉莉;張馨;趙九霄;郭瑞;郝迪;王德群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京市農(nóng)林科學(xué)院智能裝備技術(shù)研究中心
• 主分類號(hào): G06F17/10
• 分類號(hào): G06F17/10;G06Q50/02;G06V10/26;G06V20/10;G06V10/774
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 張睿

本發(fā)明提供一種農(nóng)田的灌溉需水量計(jì)算方法及裝置，屬于農(nóng)業(yè)信息技術(shù)領(lǐng)域，所述方法包括：根據(jù)顏色特征對(duì)農(nóng)田的目標(biāo)圖像進(jìn)行圖像分割，確定所述目標(biāo)圖像中的綠色作物所處的目標(biāo)區(qū)域；根據(jù)所述目標(biāo)區(qū)域的像素個(gè)數(shù)與所述目標(biāo)圖像的總像素個(gè)數(shù)的比值，確定綠色作物的覆蓋率；根據(jù)所述覆蓋率和氣象數(shù)據(jù)，確定所述農(nóng)田的灌溉需水量。本發(fā)明利用基于顏色特征的圖像分割方法計(jì)算出作物覆蓋率，計(jì)算得到作物系數(shù)，再根據(jù)作物系數(shù)和參考作物蒸發(fā)蒸騰量計(jì)算得到作物需水量，改變傳統(tǒng)作物需水量計(jì)算方式，實(shí)現(xiàn)作物需水量自動(dòng)計(jì)算，提高生產(chǎn)效率并節(jié)省成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)信息技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種農(nóng)田的灌溉需水量計(jì)算方法及裝置。

背景技術(shù)

目前，農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)相當(dāng)嚴(yán)重，利用率低下，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)已是世界各國的采取的重要舉措之一。作物需水量是農(nóng)業(yè)用水的重要組成部分，合理準(zhǔn)確地預(yù)估作物需水量，是確定科學(xué)合理的作物灌溉制度、地區(qū)灌溉用水量以及實(shí)施精細(xì)灌溉的基礎(chǔ)。

確定作物需水量是指定合理灌溉的基礎(chǔ)，一般選取的是經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，但由于種植品種和農(nóng)藝措施的不同，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)作物系數(shù)的準(zhǔn)確性不高，進(jìn)而導(dǎo)致灌溉量需水量的計(jì)算精度較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種農(nóng)田的灌溉需水量計(jì)算方法及裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中灌溉量需水量的計(jì)算精度較低的缺陷。

第一方面，本發(fā)明提供一種農(nóng)田的灌溉需水量計(jì)算方法，包括：根據(jù)顏色特征對(duì)農(nóng)田的目標(biāo)圖像進(jìn)行圖像分割，確定所述目標(biāo)圖像中的綠色作物所處的目標(biāo)區(qū)域；根據(jù)所述目標(biāo)區(qū)域的像素個(gè)數(shù)與所述目標(biāo)圖像的總像素個(gè)數(shù)的比值，確定綠色作物的覆蓋率；根據(jù)所述覆蓋率和氣象數(shù)據(jù)，確定所述農(nóng)田的灌溉需水量。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種農(nóng)田的灌溉需水量計(jì)算方法，所述基于所述覆蓋率結(jié)合氣象數(shù)據(jù)，確定所述農(nóng)田的灌溉需水量，包括：將所述覆蓋率輸入作物系數(shù)目標(biāo)估算模型，獲取所述綠色作物的作物系數(shù)；根據(jù)所述作物系數(shù)和氣象數(shù)據(jù)，確定所述農(nóng)田的參考作物蒸發(fā)蒸騰量；基于所述作物系數(shù)和所述參考作物蒸發(fā)蒸騰量，確定所述農(nóng)田的灌溉需水量。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種農(nóng)田的灌溉需水量計(jì)算方法，在根據(jù)顏色特征對(duì)農(nóng)田的目標(biāo)圖像進(jìn)行圖像分割，確定所述目標(biāo)圖像中的綠色作物所處的目標(biāo)區(qū)域之前，還包括：利用圖像采集設(shè)備采集所述農(nóng)田的初始圖像；利用降噪算法和透視變換法對(duì)所述初始圖像進(jìn)行優(yōu)化處理，獲取目標(biāo)圖像；所述圖像采集設(shè)備包括手機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種農(nóng)田的灌溉需水量計(jì)算方法，建立所述作物系數(shù)估算模型的步驟包括：獲取多個(gè)數(shù)目相同的目標(biāo)圖像樣本集，將其中一個(gè)目標(biāo)圖像樣本集作為目標(biāo)圖像測試集，其余的每個(gè)目標(biāo)圖像樣本集作為目標(biāo)圖像訓(xùn)練集；根據(jù)目標(biāo)圖像樣本的覆蓋率與作物系數(shù)的函數(shù)關(guān)系，利用每個(gè)目標(biāo)圖像訓(xùn)練集建立對(duì)應(yīng)的作物系數(shù)估算模型；利用所述目標(biāo)圖像測試集，對(duì)每個(gè)所述作物系數(shù)估算模型進(jìn)行測試，將最優(yōu)的作物系數(shù)估算模型作為作物系數(shù)目標(biāo)估算模型。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種農(nóng)田的灌溉需水量計(jì)算方法，所述根據(jù)所述作物系數(shù)和氣象數(shù)據(jù)，確定所述農(nóng)田的參考作物蒸發(fā)蒸騰量，其計(jì)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)；