灌溉决策方法、装置和电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及灌溉技术领域，提供一种灌溉决策方法、装置和电子设备。灌溉决策方法包括：获取目标种植区中每个种植区块的多光谱图像和探地雷达数据；基于每个种植区块的多光谱图像提取每个种植区块的植被指数；将每个种植区块的植被指数和探地雷达数据输入至土壤可用水量预测模型，得到土壤可用水量预测模型输出的每个种植区块的土壤可用水量预测结果；基于每个种植区块的土壤可用水量预测结果，以及目标种植区的未来预设时间段的气象数据，确定每个种植区块在未来预设时间段的剩余土壤可用水量；基于每个种植区块的剩余土壤可用水量进行灌溉决策。本发明专利技术用以解决现有技术中灌溉决策方法存在耗时耗力，很难给出非常全面的判断的缺陷。缺陷。缺陷。

【技术实现步骤摘要】
灌溉决策方法、装置和电子设备


[0001]本专利技术涉及灌溉
，尤其涉及一种灌溉决策方法、装置和电子设备。

技术介绍

[0002]对于规模化种植基地，通常分为很多个轮灌组对不同的种植区域进行轮灌，从而提高灌溉管理效率。其中同一个轮灌组中阀门开启关闭时间是统一的。
[0003]但是在实际灌溉管理的过程中，由于土壤理化性质有较强的空间异质性。例如土壤的田间持水量、凋萎系数等灌溉参数受到土壤中壤粒、砂砾、粘粒、有机质等影响，在时间和空间上都会产生显著的差异。随着灌溉时间的推移，供作物消耗的土壤水分也差异明显，表现为即使相同时间灌溉的作物会有部分提前表现出现水分胁迫导致的叶片卷曲、生长停滞甚至凋萎的现象。实际上需要针对率先表现出干旱的种植区域进行单独补水。
[0004]传统方法经常需要人为地去观测和发现作物的生长情况，根据不同种植区域的作物的生长情况调整轮灌组的划分。但是依赖人工经验判断进行灌溉会存在一定的偏差，缺乏统一的标准。尤其在规模化种植农场中，田间巡查的过程耗时耗力，很难给出非常全面的判断。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种灌溉决策方法、装置和电子设备，用以解决现有技术中灌溉决策方法存在耗时耗力，很难给出非常全面的判断的缺陷。
[0006]本专利技术提供一种灌溉决策方法，包括：获取目标种植区中每个种植区块的多光谱图像和探地雷达数据；基于所述每个种植区块的多光谱图像提取所述每个种植区块的植被指数；将所述每个种植区块的植被指数和所述每个种植区块的探地雷达数据输入至土壤可用水量预测模型，得到所述土壤可用水量预测模型输出的所述每个种植区块的土壤可用水量预测结果；基于所述每个种植区块的土壤可用水量预测结果，以及所述目标种植区的未来预设时间段的气象数据，确定所述每个种植区块在所述未来预设时间段的剩余土壤可用水量；基于所述每个种植区块的剩余土壤可用水量，确定所述每个种植区块的灌溉决策结果；其中，所述土壤可用水量预测模型是基于样本种植区块的多光谱图像样本、探地雷达数据样本，以及所述样本种植区块的土壤可用水量样本训练得到的。
[0007]本专利技术还提供一种灌溉决策装置，包括：数据获取模块，用于获取目标种植区中每个种植区块采集的多光谱图像和探地雷达数据；数据提取模块，用于基于所述每个种植区块的多光谱图像提取所述每个种植区块
的植被指数；土壤可用水量预测模块，用于将所述每个种植区块的植被指数和所述每个种植区块的探地雷达数据输入至土壤可用水量预测模型，得到所述土壤可用水量预测模型输出的所述每个种植区块的土壤可用水量预测结果；剩余土壤可用水量确定模块，用于基于所述每个种植区块的土壤可用水量预测结果，以及所述目标种植区的未来预设时间段的气象数据，确定所述每个种植区块在所述未来预设时间段的剩余土壤可用水量；灌溉决策模块，用于基于所述每个种植区块的剩余土壤可用水量，确定所述每个种植区块的灌溉决策结果；其中，所述土壤可用水量预测模型是基于样本种植区块的多光谱图像样本、探地雷达数据样本，以及所述样本种植区块的土壤可用水量样本训练得到的。
[0008]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述灌溉决策方法。
[0009]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述灌溉决策方法。
[0010]本专利技术提供的灌溉决策方法、装置和电子设备，通过土壤可用水量预测模型基于目标种植区中每个种植区块的多光谱图像和探地雷达数据进行预测，得到每个种植区块的土壤可用水量预测结果。以及通过每个种植区块的土壤可用水量预测结果和目标种植区的气象数据，确定用于灌溉决策的每个种植区块的未来预设时间段的剩余土壤可用水量。由于本专利技术的每个种植区块的多光谱图像和探地雷达数据可通过无人机等设备全面地采集，无需人为地去观测和发现作物的生长状况，帮助用户节省巡田时间，更加宏观全面的了解目标种植区每一处的墒情情况，解决了现有技术中灌溉决策方法存在耗时耗力，很难给出非常全面的判断的问题，本专利技术提高灌溉决策的效率。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1是本专利技术提供的灌溉决策方法的流程示意图之一；图2是本专利技术提供的灌溉决策方法的流程示意图之二；图3是本专利技术提供的灌溉决策方法的流程示意图之三；图4是本专利技术中20个种植区块的灌溉时长的示意图；图5是本专利技术中20个种植区块的灌溉水量块所排列围合的最小面积的示意图；图6是本专利技术提供的灌溉决策装置的结构示意图；图7是本专利技术提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0013]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
[0014]请参照图1，本专利技术提供的一种灌溉决策方法，包括：步骤100、获取目标种植区中每个种植区块的多光谱图像和探地雷达数据。
[0015]电子设备获取目标种植区中每个种植区块的多光谱图像和探地雷达数据。其中目标种植区中每个种植区块可以是对需要灌溉的目标种植区进行划分得到的多个种植区块中的每个种植区块。例如将目标种植区均匀划分成4个种植区块。每个种植区块可以是4个种植区块中的任一种植区块。具体的，通过飞行器（如无人机）搭载的多光谱相机对目标种植区进行拍摄得到目标种植区的原始多光谱图像，对原始多光谱图像根据不同的种植区块进行划分，得到每个种植区块的多光谱图像。同理的，每个种植区块的探地雷达数据也可通过飞行器（如无人机）搭载的探地雷达（英文全称Ground Penetrating Radar，简称GPR）对目标种植区的每个种植区块进行采集得到。
[0016]需要说明的是，探地雷达数据可使用探地雷达软件ReflexW进行拼图处理，去掉高频噪声，将电磁波速度转换为相对介电常数进行预处理。
[0017]步骤200、基于每个种植区块的多光谱图像提取每个种植区块的植被指数。
[0018]电子设备基于每个种植区块的多光谱图像进行图像拼接，提取光谱反射率，从而提取每个种植区块的植被指数。需要说明的是，植被指数包括绿色归一化植被指数、归一化红边指数、绿色叶绿素指数、差值植被指数、优化调节植被指数、过绿指数、过红指数、绿度指数、垂直干旱指数、归一化红蓝差值指数、增强植被指数中的至少一种。
[0019]步骤300、将每个种植区块的植被指数和每个种植区块的探地雷达数据输入至土壤可用水量预测模型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种灌溉决策方法，其特征在于，包括：获取目标种植区中每个种植区块的多光谱图像和探地雷达数据；基于所述每个种植区块的多光谱图像提取所述每个种植区块的植被指数；将所述每个种植区块的植被指数和所述每个种植区块的探地雷达数据输入至土壤可用水量预测模型，得到所述土壤可用水量预测模型输出的所述每个种植区块的土壤可用水量预测结果；基于所述每个种植区块的土壤可用水量预测结果，以及所述目标种植区的未来预设时间段的气象数据，确定所述每个种植区块在所述未来预设时间段的剩余土壤可用水量；基于所述每个种植区块的剩余土壤可用水量，确定所述每个种植区块的灌溉决策结果；其中，所述土壤可用水量预测模型是基于样本种植区块的多光谱图像样本、探地雷达数据样本，以及所述样本种植区块的土壤可用水量样本训练得到的。2.根据权利要求1所述的灌溉决策方法，其特征在于，所述基于所述每个种植区块的剩余土壤可用水量，确定所述每个种植区块的灌溉决策结果，包括：基于所述每个种植区块的剩余土壤可用水量确定所述每个种植区块的灌溉时长；基于所述每个种植区块的灌溉时长，构建所述每个种植区块的灌溉水量块；任一所述灌溉水量块表征种植区块需要的灌溉水量；确定所述每个种植区块的灌溉水量块排列所围合成的最小面积，以及确定所述最小面积对应的所有所述灌溉水量块的排列方式；基于所述最小面积确定所有所述灌溉水量块的总灌溉时长，并基于所述排列方式确定所有所述灌溉水量块的灌溉顺序；基于所述总灌溉时长和所述灌溉顺序，确定所述每个种植区块的灌溉决策结果；其中，所述最小面积用于表征所有所述种植区块的总灌溉水量最少和总灌溉时长最少。3.根据权利要求2所述的灌溉决策方法，其特征在于，所述最小面积是基于状态转移函数确定的，所述状态转移函数是基于第一面积和第二面积之中的最小值构建的；所述第一面积是基于当前阶段所有所述灌溉水量块排列围合成的面积确定的，所述第二面积是基于上一阶段所有所述灌溉水量块排列围合成的面积与所述当前阶段相比所述上一阶段增加的所述灌溉水量块的面积之和确定的。4.根据权利要求2所述的灌溉决策方法，其特征在于，所述基于所述每个种植区块的剩余土壤可用水量确定所述每个种植区块的灌溉时长，包括：基于所述每个种植区块的剩余土壤可用水量和所述目标种植区的作物的目标土壤可用水量，确定所述每个种植区块的目标灌溉量；基于所述每个种植区块的目标灌溉量和所述每个种植区块的灌溉水流速，确定所述每个种植区块的灌溉时长。5.根据权利要求1所述的灌溉决策方法，其特征在于，所述气象数据包括参考作物蒸散发量和作物系数；所述基于所述每...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝文雅，宫帅，叶英新，宋卫玲，黄海强，郭梦妍，刘志强，张晓阳，魏佳爽，
申请(专利权)人：中化现代农业有限公司，
类型：发明
国别省市：