[發明專利]水稻物候指數監測系統及方法

有效

• 申請號: 202310213505.5
• 申請日: 2023-03-08
• 公開（公告）號: CN115953391B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 李慧盈;徐小惠
• 申請（專利權）人: 吉林高分遙感應用研究院有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/60;G06T7/62;G01N21/25
• 代理公司: 長春中科長光知識產權代理事務所(普通合伙) 22218
• 代理人: 郭婷

本發明涉及圖像數據處理技術領域，具體提供一種水稻物候指數監測方法，包括：采用物候相機，從水稻栽種開始采集水稻植株圖像，每天分多時間段采集記錄，采集后存儲圖像數據；對水稻植株圖像批量裁剪處理為統一尺寸的圖像，得到每天每個時間段的裁剪后圖像；借助crop函數工具，只需提供左上角和右下角坐標即可；利用裁剪后的圖像，獲取葉面積指數；根據物候相機的記錄時間獲取時間戳date_ori，利用時間戳date_ori獲取葉片數目、葉齡和分蘗期的參數；根據葉面積指數，以及葉片數目、葉齡和分蘗期的參數，動態監測水稻生長發育狀況，更利于農業知識不是那么充足的工業化生產過程中工人使用。

技術領域

本發明涉及圖像數據處理技術領域，尤其涉及水稻物候指數監測系統及方法。

背景技術

在以前的實驗研究中，使用數碼相機圖像對農業數據進行監測已成為一種主流方法，但多為一種輔助農民的方法，不適用沒有農學基礎的普通人使用。而利用傳感器等近距離設備在高頻野外工作既費時又費錢；隨著我國衛星遙感事業的發展，使用遙感數據進行監測也變得常見，但受限衛星數據的分辨率和重返周期限制，遙感數據具體應用于民用農田檢測的道路還很長，因此能夠找到一種基于數碼相機方式方便數據獲取和數據處理的方式，變得尤為重要。

同時以前利用遙感圖像對農業數據中農作物進行定量檢測的研究機理不充分，導致大尺度農作物在時空分布關聯不強，導致在未來對農作物的檢測精度受到制約；同時由于大田中的冠層反射率不僅受葉片反射率的影響，還受到冠層結構以及植被下地面光譜特性的影響，而這種影響隨著我們觀測角度不同又有所不同，因此如何能夠利用作物連續的光譜信息，進而研究分析光譜變化特征，建立合適的監測模型，提取我們所需的作物監測指數變得至關重要。

發明內容

本發明為解決上述問題，提供一種水稻物候指數監測系統及方法。

本發明第一目的是提供一種水稻物候指數監測方法，包括如下步驟：

S1、采用物候相機，從水稻栽種開始采集水稻植株圖像，每天分多時間段采集記錄，采集后存儲圖像數據；

S2、對步驟S1所述水稻植株圖像批量裁剪處理為統一尺寸的圖像，得到每天中每個時間段的裁剪后圖像；所述的裁剪采用crop函數工具，提供左上角和右下角坐標；

S3、利用步驟S2裁剪后的圖像，獲取葉面積指數；

S4、根據物候相機的記錄時間獲取時間戳date_ori，利用時間戳date_ori獲取葉片數目、葉齡和分蘗期的參數；

S5、根據葉面積指數，以及葉片數目、葉齡和分蘗期的參數，動態監測水稻生長發育狀況。

優選地，步驟S4具體包括如下步驟：

S41、從水稻開始插秧時獲取時間序列數據起始時間，記錄時間戳date_ori；若第一幅圖像并不是從水稻開始插秧之日開始回傳，則手動向程序輸入水稻插秧時間作為數據起始時間，此時記錄當前時間與數據起始時間差值，作為時間戳date_ori；

S42、自水稻插秧至插秧之后一個月的時間范圍內，即時間上判斷為，記錄主莖上完全葉片數目為leaf_num；葉齡為leaf_age，按公式leaf_age=leaf_num+(date_ori)/5計算，得到的數值向下取整；此時分蘗級按照葉齡計算分段為：

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從水稻插秧一個月起始到水稻插秧45天的時間范圍內，即時間上判斷為，此時葉片數量和葉齡數維持不變，分蘗期為3；

從水稻插秧45天始到水稻插秧60天的時間范圍內，即從時間上判斷，此時每7-9天長1片葉子，按每9天長一片葉子，此時葉片數量為9+(date_ori-45)/9向下取整，葉齡表示為9+(date_ori-45)/9，分蘗級按照葉齡計算分段為：

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