一种作物冠层氮素监测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供的作物冠层氮素监测方法及系统，包括：同步获取待监测区域的RGB图像和多光谱图像；根据RGB图像确定待监测区域的植被覆盖度；根据多光谱图像确定待监测区域的光谱植被指数；利用植被覆盖度和光谱植被指数计算覆盖度调节光谱指数，基于覆盖度调节光谱指数构建作物冠层氮素遥感监测模型，生成待监测区域像元尺度的作物冠层氮素含量空间分布图。本发明专利技术提供的作物冠层氮素监测方法及系统，充分利用了RGB影像的高空间分辨率的优势和多光谱影像的高光谱分辨率的优势，可有效消除土壤背景的抑制作用，显著改善作物氮素的遥感估测精度，实现了像元尺度的作物氮素遥感空间监测，可为田间精准变量施肥决策提供空间信息技术支持。支持。支持。

【技术实现步骤摘要】
一种作物冠层氮素监测方法及系统


[0001]本专利技术涉及农业信息处理
，尤其涉及一种作物冠层氮素监测方法及系统。

技术介绍

[0002]氮素是作物生长需求量最大的营养元素，氮素营养的丰缺直接影响作物生长发育过程和产量品质的最终形成。对作物冠层氮素营养状况进行大范围、快速和准确地监测，有助于田间氮肥施用的变量精准决策，对提高氮肥利用效率和减少过量施氮对农田环境造成的污染具有重要的现实意义。
[0003]常规作物冠层氮素的检测，通常采用田间取样、实验化验等方式，检测不仅成本高而且耗时费力，具有破坏性和滞后性，氮营养诊断也局限于有限的样本点数据，不能获取大面积、实时的田间作物氮营养空间变化信息。随着遥感技术的发展，特别是近年来无人机遥感技术的快速发展，借助于无人机平台搭载不同光学传感器对作物氮素营养组分进行大面积、无损和快速的遥感监测，已成为当前田间作物长势营养诊断应用的热点。
[0004]目前，应用无人机遥感技术对作物冠层氮素进行监测，通常采用无人机上搭载单一类型传感器所获取的遥感影像来监测评估作物氮素状况，通常使用的是具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种作物冠层氮素监测方法，其特征在于，包括：同步获取待监测区域的RGB图像和多光谱图像；根据所述RGB图像，确定多光谱影像作物像元的植被覆盖度；根据所述多光谱图像，确定多光谱影像作物像元的光谱植被指数；利用所述植被覆盖度和光谱植被指数计算覆盖度调节光谱指数，基于所述覆盖度调节光谱指数构建作物冠层氮素遥感监测模型，生成待监测区域像元尺度的作物冠层氮素含量空间分布图。2.根据权利要求1所述的作物冠层氮素监测方法，其特征在于，在同步获取待监测区域的RGB图像和多光谱图像之前，预先在所述待监测区域内均匀布设多个地面控制点；相应地，在同步获取待监测区域的RGB图像和多光谱图像之后，还包括：对所述多光谱图像进行辐射定标，获取地表反射率图像；基于SIFT特征匹配算法，分别对所述RGB图像进行拼接得到RGB影像、对所述地表反射率图像进行拼接得到多光谱影像；以所述RGB影像为基准影像，利用所述地面控制点，对所述多光谱影像进行几何校正处理，得到几何校正后的多光谱影像。3.根据权利要求2所述的作物冠层氮素监测方法，其特征在于，在得到所述RGB影像之后，确定多光谱影像作物像元的植被覆盖度，包括：对所述RGB影像进行HSV影像增强处理，得到待监测区域的HSV影像；基于支持向量机或随机森林分类方法，对所述HSV影像中的作物种植田块进行分类识别，得到RGB作物分类图；以所述RGB作物分类图作为掩膜层，对所述几何校正后的多光谱影像进行掩模运算，得到作物多光谱影像；所述作物多光谱影像为多光谱影像中仅包含作物空间分布范围的多光谱影像；基于栅格
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矢量相互转换和空间统计分析技术，根据所述多光谱影像作物像元的面积，以及每个多光谱影像作物像元所覆盖空间范围内对应的RGB作物分类图中多个作物像元的面积累计值，确定所述多光谱影像作物像元的植被覆盖度。4.根据权利要求3所述的作物冠层氮素监测方法，其特征在于，所述多光谱影像作物像元的植被覆盖度计算公式为：其中，FV
cover
为所述多光谱影像作物像元的植被覆盖度；A
Pixel
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Multi
为多光谱影像作物像元的面积；∑A
RGB
为每个多光谱影像作物像元所覆盖空间范围内对应的RGB作物分类图中的多个作物像元的面积累计值。5.根据权利要求3所述的作物冠层氮素监测方法，其特征在于，确定待监测区域内所述多光谱影像作物像元的光谱植被指数，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐新刚，孟炀，李振海，杨贵军，杨小冬，龙慧灵，徐波，冯海宽，
申请(专利权)人：北京农业信息技术研究中心，
类型：发明
国别省市：