地空一体化农业监测系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种地空一体化农业监测系统，所述系统包括：空中农业监测装置，用于获取农作物冠层数据；至少一个地面农业监测装置，用于获取农作物生长环境数据和农作物生理生化数据；以及终端服务器，用于获取和显示所述空中农业监测装置和地面农业监测装置获取的相同监测点的农作物冠层数据、农作物生长环境数据和农作物生理生化数据；其中，所述空中农业监测装置和所述地面农业监测装置分别与所述终端服务器进行无线通讯。本实用新型专利技术通过在空中和地面同时对农作物的生理生化参数和生长环境动态实时监测，实现了农作物多参数监测与大面积高效率监测。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于农业监测
，涉及一种地空一体化农业监测系统。
技术介绍
农业现代化的前提是农业信息化。农作物全息信息(生长环境、生长生理生化信息、冠层光谱信息、农作物所含元素生化信息等)的动态实时数字化采集、分析和处理对于提高农业信息化管理水平、指导农业生产具有重要意义。农作物冠层反射光谱曲线上富含重要的农作物生理生化参数信息，针对这个信息，可反演农作物生理生化参数。卫星或载人飞机获取农作物遥感信息成本过高，且使用率较低。地面传感器监测范围有限，在农作物长势大面积监测中，单独依靠地面传感器获取农作物生长信息，在监测指标和监测效率方面具有一定的局限性，不利于开展大面积高效率监测。
技术实现思路
鉴于此，本技术的目的是提出一种地空一体化农业监测系统，以实现农作物多参数监测与大面积高效率监测。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案:本技术实施例提供的一种地空一体化农业监测系统，包括:空中农业监测装置，用于获取农作物冠层数据；至少一个地面农业监测装置，用于获取农作物生长环境数据和农作物生理生化数据；以及终端服务器，用于获取和显示所述空中农业监测装置和地面农业监测装置获取的相同监测点的农作物冠层数据、农作物生长环境数据和农作物生理生化数据；其中，所述空中农业监测装置和所述地面农业监测装置分别与所述终端服务器进行无线通讯。进一步地，所述空中农业监测装置包括遥感无人机，所述遥感无人机上安装有相连接的机载高光谱成像模块和机载数据处理模块；所述机载高光谱成像模块用于采集农作物可见光、近红外和红外波段反射光、入射光光谱信息和冠层色素信息；机载数据处理模块用于处理所述机载高光谱成像模块采集的农作物冠层光谱信息，得到农作物冠层光谱数据。进一步地，所述遥感无人机还包括与机载数据处理模块连接的多媒体信息采集模块，所述多媒体信息采集模块用于采集农作物的影像信息；与机载数据处理模块连接的全球定位系统GPS导航模块，所述GPS导航模块用于对遥感无人机进行实时定位监测。进一步地，所述地面农业监测装置包括相连接的地面传感模块和地面数据处理模块；所述地面传感模块用于采集农作物生长环境信息和农作物生理生化信息，所述地面数据处理模块用于处理所述地面传感模块采集的农作物生长环境信息和农作物生理生化信息，得到农作物生长环境数据和农作物生理生化数据。进一步地，所述地面农业监测装置还包括与所述地面数据处理模块连接的地面定位模块，用于配合遥感无人机中的GPS导航模块，对监测点进行精确定位。与现有技术相比，本技术技术方案的优点是:本技术提供的一种地空一体化农业监测系统，与现有技术相比，本技术通过空中农业监测装置获取农作物冠层数据，地面农业监测装置获取农作物生长环境数据和农作物生理生化数据，并同时获取相同监测点的数据，实现了农作物多参数监测与大面积高效率监测。【附图说明】下面将通过参照附图详细描述本技术的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本技术的上述及其他特征和优点，附图中:图1为本技术实施例一提供的地空一体化农业监测系统的结构示意图；图2为本技术实施例二提供的空中农业监测装置的结构示意图；图3为本技术实施例二提供的地面农业监测装置的结构示意图；图4为本技术实施例三所执行的地空一体化农业监测方法的流程示意图；图5为本技术实施例三所执行的地空一体化农业监测方法的流程示意图。【具体实施方式】为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本技术实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本技术的技术方案，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例一图1给出了本技术实施例一提供的地空一体化农业监测系统的结构示意图。如图1所示，该系统包括:空中农业监测装置10，用于获取农作物冠层数据；至少一个地面农业监测装置11，用于获取农作物生长环境数据和农作物生理生化数据；以及终端服务器12，用于获取和显示空中农业监测装置10和地面农业监测装置11获取的相同监测点的农作物冠层数据、农作物生长环境数据和农作物生理生化数据；其中，空中农业监测装置10和地面农业监测装置11分别与终端服务器12进行无线通讯。示例性的，上述空中农业监测装置10上安装有GPS导航模块，对空中农业监测装置10进行实时定位监测，并将空中农业监测装置10的位置信息传输到终端服务器12，以确定监测点的位置，指导终端服务器获取该监测点的地面农业监测装置11的监测数据。本实施例中，可以在空中农业监测装置10和地面农业监测装置11上分别安装无线通讯模块，以使空中农业监测装置10获取的农作物冠层数据和地面农业监测装置11获取的农作物生长环境数据和农作物生理生化数据，远程无线传输到终端服务器12。其中，无线通讯模块包括GPRS无线传输模块、3G数据传输模块、4G数据传输模块和网络优化选择模块，通过2G/3G/4G网络将所监测的数据远程传输至终端服务器；网络优化选择模块对采集器所在地区的2G/3G/4G信号进行择优选择和智能切换，保证了传输路径畅通，确保了农业监测数据的及时、高效传输。另外，终端服务器12实时接收监测到的农作物冠层数据、农作物生长环境数据和农作物生理生化数据，提取同一时间段、相同监测点的农业监测数据，对农作物冠层数据、农作物生长环境数据和农作物生理生化数据进行相互映证，以获得科学、精确的农业监测数据。然后对上述农业监测数据进行数据融合、农作物生长模型反演，以此可预测农作物长势及农作物收成，也可通过专家系统进行辅助决策，以指导农户对农作物变量施肥、精准灌溉等生产管理调控，提高农作物收成。本技术实施例一提供的地空一体化农业监测系统，通过空中农业监测装置获取农作物冠层数据，地面农业监测装置获取农作物生长环境数据和农作物生理生化数据，实现了地空一体化的农业监测、农作物多参数监测与大面积高效率监测。实施例二图2给出了本技术实施例二提供的空中农业监测装置的结构示意图。如图2所示，该空中农业监测装置包括遥感无人机20，遥感无人机20上安装有相连接的机载高光谱成像模块201和机载数据处理模块202 ;机载高光谱成像模块201用于采集农作物可见光、近红外和红外波段反射光、入射光光谱信息和冠层色素信息；机载数据处理模块202用于处理机载高光谱成像模块201采集的农作物冠层光谱信息，得到农作物冠层光谱数据。考虑到农作物冠层反射光谱曲线上富含重要的农作物生理生化参数信息，因此，本实施例可采用机载高光谱成像模块201来采集农作物冠层光谱信息。具体的，本实施例可选用具有主动光源、光谱范围400-1700nm、分辨率彡3nm的机载高光谱成像模块201，用其获取农作物可见光、近红外和红外波段反射光、入射光光谱信息和冠层色素信息，并输出归一化差值农作物指数，反演农作物氮素组分信息。另外，示例性的，机载数据处理模块202包括依次连接的第一数据处理接口、第一核心处理器和第一无线传输节点。其中数据处理接口与机载高光谱成像模块201连接，接收机载高光谱成像模块201采集的农作物冠层光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地空一体化农业监测系统，其特征在于，包括：空中农业监测装置，用于获取农作物冠层数据；至少一个地面农业监测装置，用于获取农作物生长环境数据和农作物生理生化数据；以及终端服务器，用于获取和显示所述空中农业监测装置和地面农业监测装置获取的相同监测点的农作物冠层数据、农作物生长环境数据和农作物生理生化数据；其中，所述空中农业监测装置和所述地面农业监测装置分别与所述终端服务器进行无线通讯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李哲敏，李灯华，刘念唐，王东杰，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业信息研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11