一种燕麦相对高度估算方法及系统技术方案

一种燕麦相对高度估算方法及系统，包括如下步骤：获得待监测区域的原始图像并利用超声波传感测量的方法得到测量高度；通过对测量高度进行复核以确定测量高度的准确性；所述复核包括历史数据对比以及现状数据对比。本申请首先利用超声波传感测量的方式，可以得到相对准确的测量高度，但是由于其与其他植物可以混同，因此需要进行复核处理，本申请需要通过的历史数据、也就是计算高度，现状数据主要是指的冠层直径，进行复核保证了测量高度对象的准确性。确性。

【技术实现步骤摘要】
一种燕麦相对高度估算方法及系统


[0001]本申请涉及一种燕麦相对高度估算方法及系统。

技术介绍

[0002]燕麦，为一年生禾本科草本植物，喜凉爽，不耐热，适应能力强。燕麦的营养价值高，利用方式多样。在我国，燕麦种植区域与规模化生产面积也逐年增加。如何及时获取大尺度的燕麦产量、长势对于畜牧业的发展至关重要。目前，常用的作物长势监测方法主要有人工观察法、机器视觉与数字图像处理法、遥感监测法等。其中，在遥感监测法中，无人机航拍作为高分辨率遥感数据的重要组成部分，其时效性强、空间分辨率高、数据量大、云层干扰小，能够长期地监测作物变化以及反映作物长势情况。目前，基于无人机影像技术的长势遥感系统在小麦、水稻、马铃薯等农作物的应用已经较为广泛，但应用在燕麦作物上的研究却鲜有报道，主要原因为燕麦存在识别困难、差异性小、存在干扰时难以识别等问题，而在燕麦生长过程中，其高度的大小基本上可以表征其生长阶段和生长情况，因此对其的监测尤为重要。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本申请一方面公开了一种燕麦相对高度估算方法，包括如下步骤：获得待监测区域的原始图像并利用超声波传感测量的方法得到测量高度；通过对测量高度进行复核以确定测量高度的准确性；所述复核包括历史数据对比以及现状数据对比。本申请首先利用超声波传感测量的方式，可以得到相对准确的测量高度，但是由于其与其他植物可以混同，因此需要进行复核处理，本申请需要通过的历史数据、也就是计算高度，现状数据主要是指的冠层直径，进行复核保证了测量高度对象的准确性。
[0004]优选的，所述历史数据对比为与计算高度的匹配，所述计算高度按照如下方式得到：
[0005]建立基于区域的不同构建长势算法，所述长势算法按照如下方式得到：通过设定监测无人机的指定飞行高度，从播种开始进行定期燕麦长势的跟踪；通过长势跟踪的时间差异来计算区域目标植物生长速度的历史数据，从而得到基于区域的长势算法；
[0006]根据长势算法来计算得到待监测区域的燕麦的计算高度，将计算高度进行拓展得到高度阈值，若测量高度不在高度阈值内，则排除该燕麦植株。本申请通过历史数据来得到计算高度，计算高度实质上就是一个历史数据，通过区域、时间等进行追溯而得到该数据，然后以此作为判断基准，尽可能的避免误认。
[0007]优选的，所述指定飞行高度为100m。
[0008]优选的，所述高度阈值为在0.5倍的计算高度和1.5倍的计算高度之间。
[0009]优选的，还包括对于区域的优化处理：
[0010]对原始图像进行影像数据处理得到DSM影像；
[0011]根据植被指数判断燕麦所在的区域并将DSM影像中的燕麦所在区域进行提取得到
初步识别影像；
[0012]对初步识别影像当中确定的区域通过超声波传感测量的方式得到燕麦测量高度，将测量高度作为基值进行燕麦高度的测算；
[0013]对初步识别图像进行再筛选，包括将结合了区域信息的计算高度与无人机处理后同步生成的初步识别影像结合，以每一区域计算的燕麦范围作为一个搜索窗口，搜索其在初步识别影像中的相应位置，然后向外扩展一个像素形成新的计算窗口，按照该种方式进行逐一区域的对比，并利用土地利用类型调查数据与影像、燕麦的计算高度，对修正识别影像进行再筛选，最终确定燕麦的位置，得到优化影像。
[0014]优选的，所述原始图像以及超声波传感测量全部通过无人机测量实现：通过无人机的超声波传感器进行燕麦高度采集得到测量高度。
[0015]优选的，所述现状数据对比还包括推算高度，所述推算高度按照初步识别影像得到的燕麦的冠层直径进行燕麦的初步识别并根据冠层高度得到推算高度，将推算高度与燕麦的测量高度进行高度匹配，若在设定范围内，则将该冠层对应的植物设定为一株燕麦。本申请通过将冠层直径作为一个判断依据，并辅助以推算高度，从而可以对于其是否是冠层做出更为准确的判定，以此来提高植株识别的准确定，尽可能的避免植株数量识别的错误。
[0016]优选的，所述高度匹配首先拓展推算高度得到推算范围，所述推算范围为0.7倍的推算高度到1.3倍的推算高度，然后验证测量高度是否在该推算范围之内。
[0017]优选的，根据对于冠层的识别结果绘制得到燕麦植株的分布图，计算设定单位范围内的植株数量并统计得到燕麦相对高度的统计数据。
[0018]另一方面，本申请还公开了一种燕麦相对高度估算系统，包括如下模块：
[0019]测量模块，用于获得待监测区域的原始图像并利用超声波传感测量的方法得到测量高度；
[0020]复核模块，用于通过对测量高度进行复核以确定测量高度的准确性；所述复核包括历史数据对比以及现状数据对比。
[0021]本申请具有如下优点：本申请首先利用超声波传感测量的方式，可以得到相对准确的测量高度，但是由于其与其他植物可以混同，因此需要进行复核处理，本申请需要通过的历史数据、也就是计算高度，现状数据主要是指的冠层直径，进行复核保证了测量高度对象的准确性。
具体实施方式
[0022]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本申请进行详细阐述。
[0023]在第一个实施例中，一种燕麦相对高度估算方法，包括如下步骤：
[0024]S101通过无人机获得待监测区域的原始图像；
[0025]试验由大疆RTK+像控技术进行图像与数据采集；先用RTK进行线性扫描地况，然后将素材倒入服务器进行渲染、生成，最终获取高精度的燕麦三维影像。
[0026]S102对原始图像进行影像数据处理得到DSM影像；
[0027]无人机影像通过对普通数码相机提供的可见光影像和RedEdge相机提供的多光谱影像两种影像数据进行处理，从而获得DSM影像。
[0028]S103根据植被指数判断燕麦所在的区域并将DSM影像中的燕麦所在区域进行提取得到初步识别影像；
[0029]影像处理过程中主要是利用植被指数对植被区域进行提取，将非燕麦种植区设为背景，消除其对燕麦植株识别时产生的影响。将消除非植被区域的植被指数影像作为输入影像，利用ENVI5.5软件的Count Crops工具，获得初步识别的燕麦植株影像，并对产生的结果进行二次或多次处理，从而提高燕麦的识别精度，得到初步识别影像。
[0030]S104对初步识别影像当中通过无人机超声波传感测量的方式得到燕麦测量高度，将测量高度作为基值进行燕麦范围、燕麦高度以及株数的计量：
[0031]S1041还包括计算高度，所述计算高度按照如下方式得到：
[0032]建立基于区域的不同构建长势算法，所述长势算法按照如下方式得到：通过设定监测无人机的指定飞行高度，指定飞行高度为100m，从播种开始进行定期燕麦长势的跟踪；通过长势跟踪的时间差异来计算区域目标植物生长速度的历史数据，从而得到基于区域的长势算法；
[0033]根据长势算法来计算得到待监测区域的燕麦的计算高度，将计算高度进行拓展得到高度阈值，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燕麦相对高度估算方法，其特征在于：包括如下步骤：获得待监测区域的原始图像并利用超声波传感测量的方法得到测量高度；通过对测量高度进行复核以确定测量高度的准确性；所述复核包括历史数据对比以及现状数据对比。2.根据权利要求1所述的一种燕麦相对高度估算方法，其特征在于：所述历史数据对比为与计算高度的匹配，所述计算高度按照如下方式得到：建立基于区域的不同构建长势算法，所述长势算法按照如下方式得到：通过设定监测无人机的指定飞行高度，从播种开始进行定期燕麦长势的跟踪；通过长势跟踪的时间差异来计算区域目标植物生长速度的历史数据，从而得到基于区域的长势算法；根据长势算法来计算得到待监测区域的燕麦的计算高度，将计算高度进行拓展得到高度阈值，若测量高度不在高度阈值内，则排除该燕麦植株。3.根据权利要求2所述的一种燕麦相对高度估算方法，其特征在于：所述指定飞行高度为100m。4.根据权利要求2所述的一种燕麦相对高度估算方法，其特征在于：所述高度阈值为在0.5倍的计算高度和1.5倍的计算高度之间。5.根据权利要求1所述的一种燕麦相对高度估算方法，其特征在于：还包括对于区域的优化处理：对原始图像进行影像数据处理得到DSM影像；根据植被指数判断燕麦所在的区域并将DSM影像中的燕麦所在区域进行提取得到初步识别影像；对初步识别影像当中确定的区域通过超声波传感测量的方式得到燕麦测量高度，将测量高度作为基值进行燕麦高度的测算；对初步识别图像进行再筛选，包括将结合了区域信息的计算高度与无人机处理后同步生成的初步识别影像结合，以每一区域计...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐丽君，张德祺，饶彦章，高兴发，聂莹莹，杨桂霞，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，
类型：发明
国别省市：