基于手机相机提取农作物植被盖度和密度的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于手机相机提取农作物植被盖度和密度的方法及系统，属于农作物量测技术领域，先获取利用手机相机对目标区域进行环绕拍摄所得到的多张农作物图像，然后根据多张农作物图像构建目标区域的三维实景模型，最后根据三维实景模型计算目标区域的农作物植被盖度和密度，利用手机相机来拍摄农作物图像，以进一步计算盖度和密度，不再需要垂直于植被拍照，对拍摄方式要求低，容易实现。同时，根据所建立的三维实景模型来计算盖度和密度，能进一步提高计算的准确度。能进一步提高计算的准确度。能进一步提高计算的准确度。

【技术实现步骤摘要】
基于手机相机提取农作物植被盖度和密度的方法及系统


[0001]本专利技术涉及农作物量测
，特别是涉及一种基于手机相机提取农作物植被盖度和密度的方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，植被盖度和密度的估算方法分为遥感估算和地表实测两种。遥感估算方法主要应用在大尺度植被盖度监测中，需尺度转换后才能与小尺度地表实测盖度进行对比分析。地表实测方法主要包括目估法、点测法、方格法、仪器测量法、数码照相法等。其中，目估法简单、易行，是目前草场植被盖度研究中主要使用的方法，但受人为主观性因素影响较大，有研究表明，个人目估最大绝对误差可达40％。点测法和方格法测量精度较高，其测量结果常作为准确值，但费时费力、效率过低。仪器测量法主要分为空间定量计法、移动光量计法，这类方法是利用传感器测量光通过植被的状况来计算植被盖度和密度，经济成本较高，野外携带仪器和操作均不便。数码照相法是从相片中解译植被类型，求取植被盖度和密度，具有经济、高效、准确度高等优势，但目前的数码照相法都需要相机垂直于植被拍照，用正射影像图的方法来计算，对拍摄方式要求较高。
[0003]基于此，亟需一种新的无需要求垂直于植被拍照的数码照相法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于手机相机提取农作物植被盖度和密度的方法及系统，利用手机相机来拍摄农作物图像，以进一步计算盖度和密度，不需要垂直于植被拍照，对拍摄方式要求低，容易实现。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种基于手机相机提取农作物植被盖度和密度的方法，所述方法包括：
[0007]获取利用手机相机对目标区域进行环绕拍摄所得到的多张农作物图像；
[0008]根据所述多张农作物图像构建所述目标区域的三维实景模型；
[0009]根据所述三维实景模型计算所述目标区域的农作物植被盖度和密度。
[0010]一种基于手机相机提取农作物植被盖度和密度的系统，所述系统包括：
[0011]图像获取模块，用于获取利用手机相机对目标区域进行环绕拍摄所得到的多张农作物图像；
[0012]模型构建模块，用于根据所述多张农作物图像构建所述目标区域的三维实景模型；
[0013]计算模块，用于根据所述三维实景模型计算所述目标区域的农作物植被盖度和密度。
[0014]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0015]本专利技术用于提供一种基于手机相机提取农作物植被盖度和密度的方法及系统，先获取利用手机相机对目标区域进行环绕拍摄所得到的多张农作物图像，然后根据多张农作
物图像构建目标区域的三维实景模型，最后根据三维实景模型计算目标区域的农作物植被盖度和密度，利用手机相机来拍摄农作物图像，以进一步计算盖度和密度，不再需要垂直于植被拍照，对拍摄方式要求低，容易实现。同时，根据所建立的三维实景模型来计算盖度和密度，能进一步提高计算的准确度。
附图说明
[0016]下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0017]图1为本专利技术实施例1所提供的提取农作物植被盖度和密度的方法的方法流程图；
[0018]图2为本专利技术实施例1所提供的三维实景模型的俯视图；
[0019]图3为本专利技术实施例1所提供的三维实景模型的侧视图；
[0020]图4为本专利技术实施例1所提供的总面积的量取示意图；
[0021]图5为本专利技术实施例1所提供的投影面积的量取示意图；
[0022]图6为本专利技术实施例2所提供的提取农作物植被盖度和密度的系统的系统框图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0024]实施例1：
[0025]本实施例用于提供一种基于手机相机提取农作物植被盖度和密度的方法，如图1所示，所述方法包括：
[0026]S1：获取利用手机相机对目标区域进行环绕拍摄所得到的多张农作物图像；
[0027]具体的，S1可以包括：沿目标区域的边界确定多个拍摄点，多个拍摄点环绕目标区域设置，在每一拍摄点，利用手机相机对目标区域进行拍摄，得到一张农作物图像，从而利用手机相机对目标区域的各个角度进行拍摄，即沿着目标区域转圈拍摄得到多张农作物图像，以分别采集农作物正面、侧面纹理，保证农作物纹理图像数据的完整度，便于后续建立三维实景模型。
[0028]为进一步保证农作物纹理图像数据的完整度，相邻拍摄点所对应的农作物图像的重叠率大于预设阈值，预设阈值可为80％。此时，手动拍摄可打开手机相机中九宫格功能辅助拍摄过程，以控制相邻两张农作物图像的重叠率在80％以上。
[0029]在拍摄时使用定焦功能，此时各个农作物图像的焦距相同。
[0030]在拍摄时，还可使用立式手机支架辅助拍摄，以保证农作物图像的稳定性。
[0031]在拍摄时，还可及时检查手机相机拍摄的农作物图像是否合格，有无模糊等情况，剔除不合格的农作物图像，并及时补拍。
[0032]S2：根据所述多张农作物图像构建所述目标区域的三维实景模型；
[0033]如果手机相机拍摄图像畸变较大，还需要对S1获得的农作物图像进行几何畸变矫正，以进行手机图像数据的预处理。即在S2之前，本实施例的方法还包括：对农作物图像进行几何畸变校正，得到校正后图像，并以校正后图像作为新的农作物图像，执行S2。
[0034]S2可以包括：以多张农作物图像作为输入，利用计算机建模软件构建目标区域的三维实景模型。
[0035]本实施例所用的计算机建模软件可为ContextCapture。具体的，通过
ContextCapture这一计算机建模软件构建目标区域的三维实景模型的过程可以包括：(1)打开ContextCapture Master，新建工程。(2)添加图像：选择图像(Photos)选项卡添加图像，点击添加图像(Addphotos)按钮，添加要建模的图像(即S1所获得的多张农作物图像)，添加图像的方式可以选择单张添加和文件夹添加(即添加文件夹内的所有图像)，自动获取焦距或手动输入手机相机焦距。(3)检查图像文件：点击检查图像文件(check image files)按钮，选择只检查图像文件头(check image file header only(faster))。点击开始(Start)，此时，报告(Report)框里会出现“多少幅图像文件被成功打开”。若报错，请检查所导入的农作物图像文件是否受损。(4)提交空三运算：选择概要(General)选项卡，然后点击右侧的提交空中三角运算(Submit)按钮，直接点击下一步进入设置，各项选择默认，直接点击提交通过空中三角测量，窗口提示等待空中三角测量计算。(5)打开引擎ContextCapture Center Engine：打开橙色图标的引擎，此时空三运算开始。(6)新建重建项目：空三运算结束得到空三处理结果后，点击右下方新建重建项目(Newrec本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于手机相机提取农作物植被盖度和密度的方法，其特征在于，所述方法包括：获取利用手机相机对目标区域进行环绕拍摄所得到的多张农作物图像；根据所述多张农作物图像构建所述目标区域的三维实景模型；根据所述三维实景模型计算所述目标区域的农作物植被盖度和密度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取利用手机相机对目标区域进行环绕拍摄所得到的多张农作物图像具体包括：沿目标区域的边界确定多个拍摄点；在每一所述拍摄点，利用手机相机对所述目标区域进行拍摄，得到一张农作物图像；相邻所述拍摄点所对应的农作物图像的重叠率大于预设阈值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述多张农作物图像构建所述目标区域的三维实景模型之前，所述方法还包括：对所述农作物图像进行几何畸变校正，得到校正后图像，并以所述校正后图像作为新的农作物图像。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多张农作物图像构建所述目标区域的三维实景模型具体包括：以所述多张农作物图像作为输入，利用计算机建模软件构建所述目标区域的三维实景模型。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶志刚，王勇，银山，孟凡浩，魏宝成，元志辉，曹茵，苗平，
申请(专利权)人：内蒙古师范大学，
类型：发明
国别省市：