一种基于无人机遥感影像深度学习的玉米出苗率计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于无人机遥感影像深度学习的玉米出苗率计算方法，该方法包括如下步骤：步骤1，利用无人机航拍苗期玉米的地块；步骤2，对航拍图像集进行三维重建并获得带有地理坐标的正射影像；步骤3，将苗期玉米地块的正射影像输入玉米苗识别模型，获得地块中单株玉米苗的地理空间位置；步骤4，统计地块指定空间范围内的玉米苗的数量；步骤5，依据播种数量，计算指定空间范围内的玉米出苗率。计算指定空间范围内的玉米出苗率。计算指定空间范围内的玉米出苗率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机遥感影像深度学习的玉米出苗率计算方法


[0001]本专利技术属于农业信息
，特别涉及一种基于无人机遥感影像深度学习的玉米出苗率计算方法。
技术背景
[0002]玉米是我国三大主粮作物之一，是重要的粮食和饲料原料。玉米种植中，尤其在精量播种条件下，玉米出苗率的快速准确评估，直接关系到种子质量、地块适宜性、地块产量等重要参数的评价和估算。地块的出苗率基于对地块中苗的数量的准确计量，但传统的玉米苗计量方法，多基于行间距、株间距的估算，一方面主要依靠人工下田量测和估算，耗费人力较多，并且在大面积估算时，误差较大；另一方面，无法精确定位每一株玉米苗的位置，无法为进一步的田间操作提供精细指导。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种基于无人机遥感影像深度学习的玉米出苗率计算方法，目的在于解决现有玉米出苗率计算方法效率低、精度差、过度依赖人工等问题，大幅提高玉米出苗率计算的效率和准确率，并同时记录玉米苗的空间位置，为后期补苗等田间操作提供精细指导。
[0004]本专利技术的实现步骤如下：
[0005](1)利用搭载高分辨率RGB相机的无人机，对苗期玉米目标地块进行航拍；
[0006](2)利用无人机遥感三维重建软件，处理航拍图像，生成苗期玉米目标地块的正射影像；
[0007](3)将苗期玉米目标地块的正射影像输入玉米苗识别模型，获得地块中所有单株玉米苗的地理空间位置；
[0008](4)将所有单株玉米苗的位置绘制在电子地图上，查询并统计位于指定空间范围内的玉米苗的株数；
[0009](5)依据该空间范围内的播种数量，计算范围内玉米的平均出苗率。
[0010]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0011](1)无需人力下田估算和统计，节省人力的同时提升了出苗率计算的效率和精度；
[0012](2)通过无人机获取高分辨率正射影像，在计算出苗率的同时，可以获取每一株苗的地理空间坐标，为计算精度的评估提供可视和回溯的手段。
附图说明
[0013]图1是本专利技术的方法实现流程图；
[0014]图2是本专利技术的目标影像玉米苗识别结果示意图；
[0015]图3是本专利技术的单株玉米苗地理空间坐标表示意图；
[0016]图4是本专利技术的指定空间范围内玉米出苗率统计示意图。
具体实施方式
[0017]如图1所示，本专利技术方法的具体实施方式包括如下5个步骤：
[0018](1)通过无人机搭载高分辨率RGB相机和定位装置，对苗期玉米目标地块进行航拍；
[0019]利用机搭载高分辨率RGB相机和全球导航定位系统(GNSS)装置的无人机，对苗期玉米目标地块进行航拍，获得一系列带有定位信息的目标地块图像。为确保正射影像的成功生成，航拍时要求航向重叠率大于65％和旁向重叠率大于65％。为确保正射影像有足够的地面样本距离(GSD)，航拍时高度应满足以下公式：
[0020][0021]公式中，H表示航高，d表示地面样本距离，f表示相机焦距，s表示相机像元大小
[0022]通常，GSD需优于1cm，在使用2000万像素28mm焦距相机时，航高应在45m左右。
[0023](2)利用三维重建软件，对同期拍摄的一组样地航拍图像进行三维重建、拼接、镶嵌等，生成苗期玉米目标地块的正射影像；
[0024](3)将苗期玉米目标地块的正射影像输入玉米苗识别模型，获得地块中所有单株玉米苗的地理空间位置；
[0025]a)将需要开展玉米苗识别的目标地块影像输入玉米苗识别模型，如果单幅影像太大，可以将影像切割为若干较小的影像分别输入；
[0026]b)玉米苗识别模型由人工标识过的玉米苗图像通过卷积神经网络训练获得；
[0027]c)玉米苗识别的结果将以图4所示的表格形式展现，包括：识别类型，玉米苗中心的地理坐标的经度值，玉米苗中心的地理坐标的纬度值；
[0028](4)将所有单株玉米苗的位置绘制在电子地图上，查询并统计位于指定空间范围内的玉米苗的株数，效果如图4所示(图片背景：苗期玉米目标地块正射影像，黑色圆点：识别的单株玉米苗，斜线框内：指定空间范围)；
[0029]a)将所有识别出的单株玉米苗，按照地理坐标位置利用GIS系统绘制在电子地图上；
[0030]b)基于指定的空间范围，通常为地块的地理边界，或不同玉米品种的播种边界，在GIS系统中对单株玉米苗开展空间叠加分析，获得指定空间范围内的所有单株玉米苗的数量；
[0031](5)依据该空间范围内的播种数量，计算范围内玉米的平均出苗率。
[0032]按照指定空间范围的玉米播种记录，参照如下公式：
[0033][0034]公式中，C表示玉米出苗率，G表示玉米苗数量，P表示玉米播种数量。
[0035]计算得到指定空间范围内的玉米平均出苗率。
[0036]本专利技术未详细阐述的部分属于本领域公知技术。
[0037]尽管上面对本专利技术说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变
化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机遥感影像深度学习的玉米出苗率计算方法，其特征在于：利用无人机航拍苗期玉米的地块；对航拍图像集进行三维重建并获得带有地理坐标的正射影像；将苗期玉米地块的正射影像输入玉米苗识别模型，获得地块中单株玉米苗的地理空间位置；统计地块指定空间范围内的玉米苗的数量；依据播种数量，计算指定空间范围内的玉米出苗率。具体实现步骤如下：(1)利用搭载高分辨率RGB相机的无人...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐金龙，吴克铭，石伟，周冠，何峰，刘帅威，方文海，王三春，徐岩，张恒，
申请(专利权)人：北京大田互通物联技术有限公司，
类型：发明
国别省市：