一种农田残膜采集方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种农田残膜采集方法、装置及设备，该方法包括：获取农田图像，并将农田图像划分为若干图像单元；根据图像灰度区分阈值，将若干图像单元分为覆膜区和未覆膜区；并采用分层随机抽样法对覆膜区和非覆膜区的图像单元进行抽样，选定采样区；采用中心四分法，对采样区的土样进行处理，获得典型样品；采用不同年份的残膜尺寸筛子过滤典型样品，确定不同年份残膜质量。本发明专利技术创造的分层随机中心四分法在不同地区的采样精度均达到90％以上，精度较高，且方便、快捷、成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种农田残膜采集方法、装置及设备
本专利技术涉及农田残膜采集
，更具体的涉及一种农田残膜采集方法、装置及设备。
技术介绍
目前，农田残膜的常用采集方法为农田调查法。该技术主要包括6个步骤，分别为地块基础信息调查、样点选择、样点数确定、样点规格、样方深度和样品采集、其中样点选择又包括对角线法、梅花点法、棋盘点法和蛇形线法，而样点数又被限制为3个以上。此外，该技术还需要确定地块经纬度，调查地块户主，种植作物、种植方式、覆膜年限、地膜类型等。总体上，该技术费事费力，在实际农田用利用效率低下，且精度不高。因此，当前亟需提出一种方便快速的农田残膜采样方法。对于上述问题，可以利用无人机和卫星技术，通过采集高分辨率图像，经过二值化处理和相关代码运算后，估算出表层农田残膜量，再利用表层农田残膜量与耕层农田残膜量的关系，最终快速估算出农田残膜量。然而，该方法经济成本较高，对于以小农户经济为主体的农村难以真正实用。另外，由于无人机和卫星拍摄的图像分辨率有限，且该方法属于间接估算农田实际残膜量，故该方法估算精度也难以满足要求。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种农田残膜检测方法、装置及设备，用以解决上述
技术介绍
中提出的农田残膜采样步骤复杂、成本高、精度低的问题。本专利技术实施例提供一种农田残膜采集方法，包括：获取农田图像，并将农田图像划分为若干图像单元；根据图像灰度区分阈值，将若干图像单元分为覆膜区和未覆膜区；并采用分层随机抽样法对覆膜区和非覆膜区的图像单元进行抽样，选定采样区；采用中心四分法，对采样区的土样进行处理，获得典型样品；采用不同年份的残膜尺寸筛子过滤典型样品，确定不同年份残膜质量。进一步地，所述获取农田图像，包括：利用带有焦距为2.8，像素为1200万高清摄像头的手机，以水平倾角45°连续对收获后的农田进行拍摄，获取采集图片；将采集图片传输到计算机图片处理器中，并进行几何校正和背景化处理，获得农田图像。进一步地，本专利技术实施例提供的农田残膜采集方法，还包括：根据地膜反光率，设置图像灰度区分阈值。进一步地，本专利技术实施例提供的农田残膜采集方法，还包括：根据农田图像和实际农田的面积比例关系1:100cm，将实际农田划分成若干100cm×100cm单元。进一步地，所述采用分层随机抽样法对覆膜区和非覆膜区的图像单元进行抽样，选定采样区，包括：利用分层随机抽样法对覆膜区和非覆膜区的图像单元进行3次抽样，选定采样区；且随机数R生成公式如下：R＝A+RAND()*(B-A)式中，A为单元变化下限值；B为单元变化上限值；RAND()为产生随机数函数。进一步地，所述采用中心四分法，对采样区的土样进行处理，获得典型样品，包括：将采样区0～15cm表层土样作为原土样倒入中心四分法采样装置内，混合均匀；将混合均匀的土样平均分为四份，并抛弃相对放置的两份土样；将保留下的1/2土样倒入中心四分法采样装置内，再次混合均匀；将混合均匀的1/2土样平均分为四份，并抛弃相对的两份土样；重复操作，直至保留下的土样体积为原土样体积的1/8，将保留下的土样作为典型样品。。进一步地，所述中心四分法采样装置包括：箱体；十字框架，设于所述箱体内，且高度为所述箱体高度的1/3；将所述箱体分割为四个等体积空间，每个空间中的底板为独立底板；转动装置，设于所述十字框架的交合处，用于通过所述转动装置中的三相定子绕组产生的旋转磁场、带动所述十字框架转动以实现土样的均匀混合；电磁连接装置，包括：侧部电磁连接装置，设于所述箱体的侧板上；底部电磁连接装置，设于靠近所述侧部电磁连接装置的所述箱体的底板上；用于当所述侧部电磁连接装置和所述底部电磁连接装置断开时，使所述独立底板的另一侧下沉以抛弃土样。进一步地，所述采用不同年份的残膜尺寸筛子过滤典型样品，确定不同年份残膜质量，包括：采用不同年份的残膜尺寸筛子过滤典型样品；将过滤后的残膜风干至恒重；采用称重法计算残膜质量，其表达式为：式中，ARF为农田残膜面积，ms为土样中残膜质量，ds为地膜表观密度。本专利技术实施例还提供一种农田残膜采集装置，包括：单元划分模块，用于获取农田图像，并将农田图像划分为若干图像单元；采样区选定模块，用于根据图像灰度区分阈值，将若干图像单元分为覆膜区和未覆膜区；并采用分层随机抽样法对覆膜区和非覆膜区的图像单元进行抽样，选定采样区；典型样品获取模块，用于采用中心四分法，对采样区的土样进行处理，获得典型样品；残膜获取模块，用于采用不同年份的残膜尺寸筛子过滤典型样品，确定不同年份残膜质量。本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器内存储有程序，所述处理器执行程序时实现上述所述方法的步骤。本专利技术实施例提供一种农田残膜采集方法、装置及设备，与现有技术相比，其有益效果如下：本专利技术利用带有焦距为2.8，像素为1200万高清摄像头的手机，以水平倾角45°连续对收获后的农田进行拍摄；将采集图片通过网络输入到计算机图片处理器中，经几何校正和背景化处理，按1:100cm比例，将实际农田划分成若干100cm×100cm单元；根据地膜反光率，设置图片灰度区分阈值，将若干单元分为覆膜区域和未覆膜区域，并利用分层随机抽样法对覆膜区和非覆膜区包含单元进行3次抽样，选定采样区使用带有十字框架的自制中心四分法采样装置混合选择典型样品；利用称重法计算不同年份残膜质量。即本专利技术创造的分层随机中心四分法在不同地区的采样精度均达到90％以上，精度较高，且方便、快捷、成本低。附图说明图1为本专利技术实施例提供的农田残膜的快速采集与检测方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的中心四分法流程图；图3为本专利技术实施例提供的分层随机抽样效果图；图4为本专利技术实施例提供的中心四分法装置。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。参见图1～4，本专利技术实施例提供一种农田残膜采集方法，该方法包括：步骤1，农田残膜图像采集，利用携带高清摄像头的手机对收获后的采样区进行拍摄。所述高清摄像头焦距为2.8，像素为1200万，拍摄角度为倾斜45°，采集图片格式为JPEG或TIFF。步骤2，图像预处理，将采集图片通过网络输入到计算机图片处理器中，经几何校正和背景化处理，按1:100cm比例，将实际农田划分成若干100cm×100cm单元。步骤3，选定采样区，根据地膜反光率，设置图片灰度区分阈值，将若干单元分为覆膜区域和未覆膜区域，并利用分层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农田残膜采集方法，其特征在于，包括：/n获取农田图像，并将农田图像划分为若干图像单元；/n根据图像灰度区分阈值，将若干图像单元分为覆膜区和未覆膜区；并采用分层随机抽样法对覆膜区和非覆膜区的图像单元进行抽样，选定采样区；/n采用中心四分法，对采样区的土样进行处理，获得典型样品；/n采用不同年份的残膜尺寸筛子过滤典型样品，确定不同年份残膜质量。/n

【技术特征摘要】
1.一种农田残膜采集方法，其特征在于，包括：
获取农田图像，并将农田图像划分为若干图像单元；
根据图像灰度区分阈值，将若干图像单元分为覆膜区和未覆膜区；并采用分层随机抽样法对覆膜区和非覆膜区的图像单元进行抽样，选定采样区；
采用中心四分法，对采样区的土样进行处理，获得典型样品；
采用不同年份的残膜尺寸筛子过滤典型样品，确定不同年份残膜质量。


2.如权利要求1所述的农田残膜采集方法，其特征在于，所述获取农田图像，包括：
利用带有焦距为2.8，像素为1200万高清摄像头的手机，以水平倾角45°连续对收获后的农田进行拍摄，获取采集图片；
将采集图片传输到计算机图片处理器中，并进行几何校正和背景化处理，获得农田图像。


3.如权利要求1所述的农田残膜采集方法，其特征在于，还包括：
根据地膜反光率，设置图像灰度区分阈值。


4.如权利要求1所述的农田残膜采集方法，其特征在于，还包括：
根据农田图像和实际农田的面积比例关系1:100cm，将实际农田划分成若干100cm×100cm单元。


5.如权利要求1所述的农田残膜采集方法，其特征在于，所述采用分层随机抽样法对覆膜区和非覆膜区的图像单元进行抽样，选定采样区，包括：
利用分层随机抽样法对覆膜区和非覆膜区的图像单元进行3次抽样，选定采样区；且随机数R生成公式如下：
R＝A+RAND()*(B-A)
式中，A为单元变化下限值；B为单元变化上限值；RAND()为产生随机数函数。


6.如权利要求1所述的农田残膜采集方法，其特征在于，所述采用中心四分法，对采样区的土样进行处理，获得典型样品，包括：
将采样区0～15cm表层土样作为原土样倒入中心四分法采样装置内，混合均匀；
将混合均匀的土样平均分为四份，并抛弃相对放置的两份土样；
将保留下的1/2土样倒入中心四分法采样装置内，再次混合均匀；
将混合均匀的1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仙岳，陈宁，胡琦，史海滨，张月红，闫建文，
申请(专利权)人：内蒙古农业大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15