一种无人机预测冬小麦冠层叶面积指数的系统和方法技术方案

本发明专利技术专利公开了一种基于无人机的冬小麦冠层叶面积指数估测系统和方法，包含了四旋翼的无人机，该无人机搭载了5个多光谱的相机。多光谱的相机可以进行高精度，高时空的影像采集，然后通过拼接算法把所有的多光谱图像进行拼接，接着利用白板进行辐射矫正，把影像的DN值转换成反射率，通过反射率和光谱植被系数方程组运算得到多种植被指数，采用随机森林的机器学习算法进行模型的生成，找出不同生育期作物的叶面积指数，为小麦的精准栽培提供了一种新型的有效的技术手段，同时也为无人机的农业应用带来了创新。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机预测冬小麦冠层叶面积指数的系统和方法
本专利技术涉及智慧农业领域，尤其涉及一种无人机预测冬小麦冠层叶面积指数的系统和方法。
技术介绍
叶面积指数作为反映作物群体长势特征的关键指标，已非常广泛地应用于作物长势监测，它通常被定义为单位地表面积上的单面叶片的面积之和，与作物光合作用、呼吸作用和水分利用等过程密切相关，与此同时叶面积指数其大小直接与最终产量高低密切相关，因此经常通过叶面积指数的测定来判定作物的生长情况。
技术实现思路
本专利技术专利公开了一种基于无人机的冬小麦冠层叶面积估测系统和方法，包括四旋翼无人机，多光谱相机，白板，上述的多光谱相机是在无人机搭载的，白板是用于后期处理影像数据进行DN向反射率转换的工具，无人机主要是可以随时进行高空影像采集。进一步的，所携带的多光谱相机包含5个通道，5个通道的中心波长分别为730nm，840nm，560nm，650nm，450nm。一种冬小麦冠层叶面积估测的方法，其特征在于，包含如下步骤：S1:选择晴朗无云的天气，时间在上午的11点到下午的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无人机的冬小麦冠层叶面积指数估测系统，其特征在于，包括四旋翼无人机，多光谱相机，白板；所述的多光谱相机是在无人机搭载的，白板是用于后期处理影像数据进行DN向反射率转换的工具，无人机主要是可以随时进行高空影像采集。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的冬小麦冠层叶面积指数估测系统，其特征在于，包括四旋翼无人机，多光谱相机，白板；所述的多光谱相机是在无人机搭载的，白板是用于后期处理影像数据进行DN向反射率转换的工具，无人机主要是可以随时进行高空影像采集。


2.根据权利要求1所述的基于无人机的冬小麦冠层叶面积指数估测系统，其特征在于，所携带的多光谱相机包含5个通道，5个通道的中心波长分别为730nm，840nm，560nm，650nm，450nm。


3.根据权利要求1所述的基于无人机的冬小麦冠层叶面积指数估测系统的方法，其特征在于，包含如下步骤：
S1:选择晴朗无云的天气，时间在上午的11点到下午的13点之间，进行冬小麦的监测；
S2：打开多光谱的5个通道同时进行影像的拍摄，拍摄时镜头垂直向下，同时冬小麦地里要进行麦田小区的冠层叶面积性状采集；
S3：通过影像携带的坐标信息对影像进行拼接，然后进行噪声处理，接着进行白板矫正，获取各个小区的5个通道反射率；
S4：获取的5个通道反射率分别为，红光反射率记做Rred，蓝光反射率记做Rblue，绿光反射率记做Rgreen，近红外光反射率记做Rnir，红边光谱反射率记做Rrededge；
S5：根据5个通道的各个小区反射率，结合植被系数方程，计算出各个小区的不同植被指数的值；
S6：根据计算的不同植被指数结合地面测试数据，采用随机森林的算法进行模型的构建并对冠层的叶面积指数进行估测；
S7：无人机的飞行高度在10m-30m之间，飞行速度控制在1-4m/s,航向和旁向的重叠度均为70％。


4.根据权利要求3所述的基于无人机的冬小麦冠层叶面积指数估测系统的方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：
S11：选择上午的11点到下午的13点，这个时期是太阳直射，防止太阳倾斜造成误差，选择晴朗无云的天气是避免天气对航拍影响进行干扰。


5.根据权利要求3所述的基于无人机的冬小麦冠层叶面积指数估测系统的方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：
S21：打开5个通道的多光谱相机，对冬小麦麦田进行预先设置的航线进行拍摄，同时地面的冬小麦英按照种植图分别对每个小区进...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，吴朝霞，李源，郭亮，冯贺，韩毅，赵凯，
申请(专利权)人：安阳工学院，
类型：发明
国别省市：河南;41