基于图像的灌溉建议制造技术

提供了通过优化用于测试的灌溉处理布置来提供农业科学的改进的技术，包括分析田地的多个数字图像，以确定该田地的扇区种的植被密度变化。通过比较每个田地扇区的数字图像中像素特性的分布以确定其中存在最小密度偏差的扇区来进行该技术。用于灌溉布置和测试的指令可以基于扇区确定的结果而被显示或者被修改。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于图像的灌溉建议版权说明本专利文件的公开的一部分包含受版权保护的材料。版权所有者不反对任何人以专利商标局专利文件或记录中出现的形式复制专利文档或专利公开，但保留所有版权或权利。2015-2018克莱米特公司(TheClimateCorporation)。
本公开的一个
是用于建议大规模农业中的灌溉定时和灌溉量的计算机实现的方法和系统。另一个
是对在高海拔处拍摄的农业田地数字图像的计算机实现的分析以及数字图像在灌溉建议中的使用。再一个
是与使用中心枢纽灌溉的农业田地一起使用的计算机实现的建议系统。
技术介绍
本节中描述的方法是可以贯彻的方法，但不一定是先前已经被设想或者被贯彻的方法。因此，除非另外指出，否则不应仅由于将本节中所述的任何方法包括在本节中而认为其有资格作为现有技术。使田地的生产力最大化的同时有效地管理用水的灌溉中的创新是农业科学中的持续目标。计算机实现的灌溉建议系统可以帮助种植者避免浪费水资源，同时将作物损失最小化并提高产量。用于农业的计算机实现的支持系统的开发通常涉及使用商业种植者的田地来试验执行新技术，诸如包括灌溉的田地处理的建议。例如，供应商可以制定两个不同建议的安排，并且在田地的两个部分中并排测试这些建议，而田地的第三部分专门用于种植者的标准实践。支持系统的供应商被要求向种植者支付使用其田地用于试验目的的费用。到目前为止，使用典型的中心枢纽灌溉装备的种植者一直面临在测试新的灌溉管理系统的同时妨碍使用传统的处理布置(treatmentplacement)的枢纽技术的障碍。例如，以矩形或者甚至小扇形的方式被安排在一个田地内的处理的随机化布置是费用农业实践比较的行业标准，这在宽广的种植者基地的情况下是不可能的。这样的安排会要求高度先进的灌溉装备，这些灌溉装备只有极少数的研究机构才能取得。代替地，利用典型的枢纽灌溉装备，种植者不得不浪费地使用若干田地用于管理系统试验，这些田地经常具有不同的生长条件，这使得对试验结果的解释变得复杂。这种不必要的用于实验的种植面积使用增加经常导致种植者和灌溉服务供应商的增加的风险和成本。因此，当比较两个或更多个不同灌溉管理系统的结果时，需要在单个田地内重新安排或修改处理的布置，以使得它们涵盖该田地中的匹配作物的生长条件。布置的这种修改还会需要与最宽广的灌溉种植者基地可用的装备能力相匹配。所公开的是为了满足这些挑战而被设计的方法的各种细节。这种新方法承诺交付灌溉处理的费用布置，以节省种植者的资源和成本并且降低供应商的风险和种植者参与通常所要求的试验相关联的费用。基于以上，对于在具有中心枢纽灌溉的田地中的试验布置，需要用于布置(place)差异处理的更好方法，以既减少对种植者的影响并且也减少供应商必需支付的补偿。还需要更好的技术来评价试验的结果。
技术实现思路
所附权利要求可以充当本公开的
技术实现思路
。附图说明在附图中：图1图示了被配置为执行本文所述的功能的示例计算机系统，该示例计算机系统与该系统可以与之互操作的其他装置一起在田地环境种被示出。图2图示了当示例移动应用被加载以供执行时在主存储器中的指令集的示例逻辑组织的两个视图。图3图示了经编程的过程，农业智能计算机系统通过该过程使用由一个或多个数据源提供的农艺数据来生成一个或多个被预配置的农艺模型。图4是图示可以在其上实现本专利技术的实施例的计算机系统的框图。图5描绘了数据条目的时间线视图的示例实施例。图6描绘了数据条目的电子表格视图的示例实施例。图7图示了生成灌溉建议的示例计算机实现的方法。图8图示了可以被用来以图7的方式生成灌溉建议的示例计算机实现的过程。图9图示了生成灌溉建议的示例计算机实现的方法。具体实施方式在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对本公开的透彻理解。然而，将明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践实施例。在其他实例中，以框图的形式示出了熟知的结构和设备，以避免不必要地模糊本公开。演示文档。此外，本说明书包括与此同时提交的演示文档的内容。在适用法律所必需的范围内，为了提供实施例的完整公开，演示文档为了所有目的而通过引用整体并入本文，就像在本文中充分阐述一样。根据以下大纲，在各节中公开了实施例：1.总体概述2.示例农业智能计算机系统2.1.结构概述2.2.应用程序概述2.3.计算机系统的数据摄取2.4.过程概述—农艺模型训练2.5.实现示例—硬件概述3.针对试验中的公平比较而建议在一个田地内布置多个灌溉实践的示例方法。1.总体概述由卫星或飞机捕获的数字图像可以充当有关农业田地中的植物生长密度以及生物生长或生产力的其他方面的有用数据源。在一个实施例中，生物生产力的基于图像的测量被用作生长条件的测量。通过检查处理组合内的生物生产力的可变性，在利用数字计算机的程序控制下，密度直方图之间的相异性测量可以被用来选择作物生长条件差异最小的安排。这种计算机实现的解决方案在正在使用中心枢纽灌溉的一个田地内提供了处理的最佳安排，而无需通过种植面积来限制处理。实施例的一个目标是在最小种植面积上比较三种不同的灌溉管理系统，这将使对种植者的补偿最小化。在不同的枢纽中布置处理将使种植面积和补偿增加至三倍。因此，在匹配的作物生长条件下，所有三种处理都被布置在一个中心枢纽田地中。由于中心枢纽技术只能以扇形的方式向作物交付不同的处理的局限性，灌溉建议面临的挑战变得更加复杂。其他目标包括将建议技术及其评价与种植者装备的能力匹配；安排田地管理扇区，以在相同的管理实践下达成每个扇区的均等产量；确保种植者和供应商能够再现结果；以及改进对建议系统可用的数据的丰富性和数量。2.示例农业智能计算机系统2.1结构概述图1被配置为执行本文所述的功能的示例计算机系统，该示例计算机系统与该系统可以与之互操作的其他装置一起在田地环境种被示出。在一个实施例中，用户102拥有、操作或者支配在田地位置中或与田地位置相关联的田地管理者计算设备104，田地位置诸如是旨在用于农业活动的田地或用于一个或多个农业田地的管理位置。田地管理者计算机设备104被编程或者被配置为经由一个或多个网络109向农业智能计算机系统130提供田地数据106。田地数据106的示例包括(a)标识数据(例如，种植面积、田地名称、田地标识符、地理标识符、边界标识符、作物标识符，以及可以被用来标识农场土地的任何其他合适的数据，诸如公共土地单位(CLU)、地段和地块编号、宗地编号、地理坐标和边界、农场序列号(FSN)、农场编号、地带编号、田地编号、地区、乡镇、和/或范围)，(b)收获数据(例如，作物类型、作物品种、作物轮换、是否以有机方式种植作物、收获日期、实际生产历史(APH)、预期产量、产量、作物价格、作物收入、谷物水分、耕作实践，以及先前的生长季节信息)，(c)土壤数据(例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算机实现的方法，通过优化用于测试的灌溉处理布置来提供农业科学中的改进，所述方法包括：/n接收并且数字地存储多个数字图像，所述多个数字图像中的每个数字图像与两个或更多个不同时间段处的田地的图像对应，所述田地是农业生长田地；/n确定组成所述田地的多个田地扇区，所述多个田地扇区中的每个田地扇区与在所述田地扇区处所执行的灌溉处理对应；/n生成并且存储针对每个田地扇区的第一像素数据，针对田地扇区的所述第一像素数据包括在所述两个或更多个不同时间段期间所述田地扇区处的所述多个数字图像的像素的特性；/n生成并且存储在所述两个或更多个不同时间段期间针对每个田地扇区的所述第一像素数据的分布；/n从所述第一像素数据的所述分布确定表示在所述两个或更多个不同时间段期间所述第一像素数据中的最小差值的一个或多个田地扇区。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181210 US 62/777,736;20191209 US 16/708,2391.一种计算机实现的方法，通过优化用于测试的灌溉处理布置来提供农业科学中的改进，所述方法包括：
接收并且数字地存储多个数字图像，所述多个数字图像中的每个数字图像与两个或更多个不同时间段处的田地的图像对应，所述田地是农业生长田地；
确定组成所述田地的多个田地扇区，所述多个田地扇区中的每个田地扇区与在所述田地扇区处所执行的灌溉处理对应；
生成并且存储针对每个田地扇区的第一像素数据，针对田地扇区的所述第一像素数据包括在所述两个或更多个不同时间段期间所述田地扇区处的所述多个数字图像的像素的特性；
生成并且存储在所述两个或更多个不同时间段期间针对每个田地扇区的所述第一像素数据的分布；
从所述第一像素数据的所述分布确定表示在所述两个或更多个不同时间段期间所述第一像素数据中的最小差值的一个或多个田地扇区。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
生成并且显示分布数据，所述分布数据以人类可读的格式表示在所述两个或更多个不同时间段期间针对每个田地扇区的所述第一像素数据的所述分布；
基于所确定的表示在所述两个或更多个不同时间段期间所述第一像素数据中的最小差值的所述一个或多个田地扇区，生成并且显示人类可读的建议数据；
其中所述人类可读的建议数据包括在所确定的所述一个或多个田地扇区处所执行的所述处理。


3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所确定的表示在所述两个或更多个不同时间段期间所述第一像素数据中的最小差值的所述一个或多个田地扇区，确定在所确定的所述一个或多个田地扇区处所执行的一个或多个处理；
其中所确定的所述一个或多个处理包括操作被布置在所述田地中的田地装备的第一方式；
修改被布置在所述田地中的所述田地装备为以所述第一方式操作；
其中被布置在所述田地中的所述田地装备先前以第二方式操作，所述第二方式与所述第一方式不同。


4.根据权利要求3所述的方法，其中：
被布置在所述田地中的所述田地装备包括被布置在所述田地中的灌溉装备；
操作被布置在所述田地中的田地装备的所述第一方式包括操作所述灌溉装备的方式，操作所述灌溉装备的所述方式包括向所述田地施用水的速率、以及向所述田地施用水的一个或多个时间间隔；
修改被布置在所述田地中的所述田地装备包括修改所述灌溉装备为以向所述田地施用水的速率、以及向所述田地施用所述水的一个或多个时间间隔来向所述田地施用所述水。


5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所确定的表示在所述两个或更多个不同时间段期间所述第一像素数据中的最小差值的所述一个或多个田地扇区，生成一个或多个田地建议，所述一个或多个田地建议包括指定以某些量并且在某些时间向田地施用水的安排；
使用所述一个或多个田地建议来驱动泵、时钟、喷雾机或者灌溉装备的其他元件中的任何元件，以引起以所述安排中所指示的所述量、并且在所述安排中所指示的所述时间处向所指定的田地施用水。


6.根据权利要求1所述的方法，其中所述田地包括圆形形状，所述多个田地扇区中的每个田地扇区包括所述圆形形状的角度子划分，并且所述圆形形状中的每个角度子划分包括相等体量的田地空间。


7.根据权利要求1所述的方法，其中针对每个田地扇区的所述第一像素数据包括密度度量，所述密度度量与所述田地扇区中的植被密度水平对应，并且其中针对每个田地扇区的所述第一像素数据的所述分布包括直方图，所述直方图包括在所述两个或更多个不同时间段期间每个田地扇区中的植被密度水平。


8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
接收一个或多个补充数字图像，所述补充数字图像中的每个补充数字图像与在不同补充时间段处的所述田地的图像对应；
生成并且存储针对每个田地扇区的第二像素数据，针对田地扇区的所述第二像素数据包括在所述不同补充时间段期间所述田地扇区处的所述多个数字图像的像素的特性、以及所述第一像素数据；
生成并且存储在所述两个或更多个不同时间段和所述不同补充时间段期间针对每个田地扇区的所述第二像素数据的第二分布；
其中确定表示最小差值的一个或多个田地扇区还基于所述第二像素数据的所述分布。


9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所确定的表示在所述两个或更多个不同时间段期间所述第一像素数据中的最小差值的所述一个或多个田地扇区，确定在所确定的所述一个或多个田地扇区处所执行的一个或多个处理；
向所述田地应用水处理，所述水处理包括以由在所确定的所述一个或多个田地扇区处所执行的所述一个或多个处理指定的量和时间段施用水。


10.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从所述多个数字图像确定数字图像的第一子集；
其中确定数字图像的所述第一子集包括从所述多个数字图像选择具有相似植被像素值的数字图像；
其中植被像素值与数字图像中的一组像素的相对阴影对应；
其中生成并且存储针对每个田地扇区的第一像素数据基于所述多个数字图像中的数字图像的所述第一子集。


11.一种灌溉处理系统，用于通过优化用于田地中的测试的灌溉处理布置来提供农业科学中的改进，包括：
数字图像捕获设备；
数据库；以及
包括指令的处理器和主存储器，所述指令在被执行时引起...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·德维西吉尔，V·科瓦尔斯凯，
申请(专利权)人：克莱米特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US