【技术实现步骤摘要】
一种田间小麦茎蘖数提取方法
本专利技术属于精确农业中作物生命信息无损监测领域，涉及一种田间小麦茎蘖数提取方法，尤其涉及一种利用激光雷达点云研究田间条件下小麦茎蘖数的提取方法。
技术介绍
茎蘖数是指示小麦产量和生长状况的有力指标。过少的茎蘖数会造成产量降低，而过多的分蘖容易导致病虫害的发生。合理的小麦茎蘖数是高产稳产的基础，因此实际生产中必须及时准确地监测小麦茎蘖数的变化。目前获取小麦茎蘖数的方法多采用传统的人工计数方法，该方法工作量大、费时费力、主观性强，不利于快速、准确地获取小麦长势信息，也无法应用于精确农业中大面积农田长势信息获取。而传统光学遥感难以获取小麦分蘖数等数量信息，并且光谱信息容易受到大气、光照条件等外界环境因素影响。地面激光雷达作为一种大面积快速、准确获取对象点云提取三维结构的的表型分析工具，目前已经成功应用于获取作物冠层高度和地上部生物量，但是缺乏利用地面激光雷达提取小麦茎蘖数的算法，尤其是对大田作物茎蘖数的快速准确提取还未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种田间小麦茎蘖数提取方法，利用激光雷达获取田间生长的小麦点云，利用自适应分层—...
【技术保护点】
1.一种田间小麦茎蘖数提取方法，其特征在于包括以下步骤：步骤(1)、采集小麦茎蘖数样本和点云；步骤(2)、从步骤(1)得到的小麦点云图中任意获取一行小麦点云，对该行小麦点云预处理，将Y轴投影到一个平面，保留X轴和Z轴，获得小麦二维侧视图；步骤(3)、应用自适应分层，获得该行小麦的簇数；步骤(4)、应用层次聚类分析，获得每簇小麦的分蘖数，进一步获得整行小麦的茎蘖数。
【技术特征摘要】
1.一种田间小麦茎蘖数提取方法，其特征在于包括以下步骤：步骤(1)、采集小麦茎蘖数样本和点云；步骤(2)、从步骤(1)得到的小麦点云图中任意获取一行小麦点云，对该行小麦点云预处理，将Y轴投影到一个平面，保留X轴和Z轴，获得小麦二维侧视图；步骤(3)、应用自适应分层，获得该行小麦的簇数；步骤(4)、应用层次聚类分析，获得每簇小麦的分蘖数，进一步获得整行小麦的茎蘖数。2.如权利要求1所述的田间小麦茎蘖数提取方法，其特征在于在步骤(1)中，采用RIEGLVZ-1000三维激光扫描仪获取小麦点云，同步获取小麦茎蘖数样本。3.如权利要求1所述的田间小麦茎蘖数提取方法，其特征在于步骤(2)中，所述的小麦点云预处理为：经过点云配准和去噪处理后，首先从一个小区的小麦点云图中，任意获取一行小麦；将该行小麦表示为一个长方体，定义行距为X，行宽为Y，株高为Z；以X坐标轴为主，Z轴为辅，实现点云在空间上的立体排序，并将立体的点云投影到X-Z平面上，获得小麦二维侧视图。4.如权利要求1所述的田间小麦茎蘖数提取方法，其特征在于在步骤(3)中，所述的自适应分层为：沿Z方向区分叶层的小麦点云和茎层的小麦点云，将茎层叠加到叶层合成一层，按照X坐标值的大小对X轴进行排序，当遇到叶层和茎层混合体，且后面又遇到连续的叶层的点云而没有茎层的点云时，判定前面是一簇小麦，以此类推逐个判定该行的小麦簇数，确定小麦簇数。5.如权利要求4所述的田间小麦茎蘖数提取方法，其特征在于所述的自适应分层包括：a、将一行小麦沿X轴方向间隔分段，计算分段后每段小麦的株高，得到该行小麦的平均株高H；b、按Z轴分层：分层数n＝平均株高H/切层高度h，按Z轴方向从上往下按照阿拉伯数字顺序对层数编号；c、标记叶层和茎层：去掉最低一层与最高一层，将剩余层的最高层和最底层的点云分别标记为叶层和茎层；d、将步骤c确定的茎层和叶层叠加合成一层，按照X坐标值的大小对X轴进行排序，当遇到叶层和茎层混合体，且后面又遇到连续的叶层的点云而没有茎层的点云时，判定前面是一簇小麦，以此类推逐个判定该行的小麦簇数；e、剩下的层数，按Z轴方向，从上到下以相邻的2层...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚霞，郭泰，方圆，翟苗苗，张晓，程涛，田永超，朱艳，曹卫星，胡永强，许长军，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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