本发明专利技术的目的是提供一种无人农场喷灌机组集群灌溉作业决策方法、系统及设备，涉及农业信息测定和农业灌溉技术领域。方法包括：基于最小管理区块的形状和尺寸，将当前变量灌溉管理单元划分为多个管理区块；基于管理区块划分图、冠层温度空间分布图和植被指数空间分布图，确定当前变量灌溉管理单元中所有管理区块的期望灌水量；按照当前变量灌溉管理单元中每个管理区块的期望灌水量，控制当前喷灌机组完成灌溉，进而完成待灌溉无人农场的灌溉控制。本发明专利技术基于管理区块划分图、冠层温度空间分布图和植被指数空间分布图确定每个不同管理区块的期望灌水量，能够对无人农场进行自动灌溉作业，提高了喷灌机组集群灌溉作业的自动化水平。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农业信息测定和农业灌溉，特别是涉及一种无人农场喷灌机组集群灌溉作业决策方法、系统及设备。
技术介绍
1、国家粮食安全和农业现代化发展推动了农业水土资源高效集约节约利用，无人农场正悄然兴起。作为未来推动粮食增产增收的主要技术路径，精细播种、间作套种、机收减损和烘干处理等多种智能农机正逐步走向成熟，水分管理作为“耕种管收”全环节中较为薄弱的一环，具有较大的增产潜力。目前，变量灌溉技术代表着喷微灌节水灌溉装备精准化、智慧化发展方向，但其研究成果仅在单台大型喷灌机上得到了应用，且其发展仍处于初始阶段，现阶段开发的无人农场智慧灌溉管理平台一般仅具有即时监测功能，灌溉管理仍依靠经验判断后通过手动远程控制电磁阀开闭状态执行农场的轮灌管理，与无人值守的智慧化管理还存在较大差距。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种无人农场喷灌机组集群灌溉作业决策方法、系统及设备，能够对无人农场进行自动灌溉作业，提高了喷灌机组集群灌溉作业的自动化水平。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种无人农场喷灌机组集群灌溉作业决策方法，包括：
4、将待灌溉无人农场划分为多个变量灌溉管理单元；所述变量灌溉管理单元与喷灌机组集群中的多个喷灌机组一一对应设置；
5、获取多个变量灌溉管理单元的土壤水势；
6、确定土壤水势低于土壤水势下限值的变量灌溉管理单元为待灌溉单元；
7、确定任一待灌溉单元为当前待灌溉单元；
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p>8、确定当前待灌溉单元对应的喷灌机组为当前喷灌机组；9、获取当前喷灌机组的最小管理区块；所述最小管理区块是根据当前喷灌机组的设备类型和喷头射程确定的；
10、基于所述最小管理区块的形状和尺寸，将当前待灌溉单元划分为多个管理区块，得到当前待灌溉单元的管理区块划分图；
11、根据热成像数据，确定当前待灌溉单元的冠层温度空间分布图；
12、根据多光谱数据，确定当前待灌溉单元的植被指数空间分布图；
13、确定当前待灌溉单元的基础灌水量；
14、基于所述基础灌水量、所述管理区块划分图、所述冠层温度空间分布图和所述植被指数空间分布图，确定当前待灌溉单元中所有管理区块的期望灌水量；
15、按照当前待灌溉单元中每个管理区块的期望灌水量，控制当前喷灌机组完成灌溉；
16、更新当前待灌溉单元，并返回步骤“确定当前待灌溉单元对应的喷灌机组为当前喷灌机组”直至遍历所述待灌溉单元，完成待灌溉无人农场的灌溉控制。
17、可选的，基于所述基础灌水量、所述管理区块划分图、所述冠层温度空间分布图和所述植被指数空间分布图，确定当前待灌溉单元中所有管理区块的期望灌水量，包括：
18、将冠层温度空间分布图叠加到管理区块划分图上，确定每个管理区块的平均冠层温度；
19、根据所述平均冠层温度，确定每个管理区块的水分亏缺程度指标值；
20、将植被指数空间分布图叠加到管理区块划分图上，确定每个管理区块的平均植被指数osavi值；
21、根据所述水分亏缺程度指标值和平均植被指数osavi值对当前待灌溉单元中的管理区块进行k均值聚类处理，得到多个簇；
22、确定任一簇为当前簇；
23、确定基础灌水量与当前簇中水分亏缺程度指标值的聚类中心的乘积为当前簇中所有管理区块的期望灌水量；
24、更新当前簇，并返回步骤“确定基础灌水量与当前簇中水分亏缺程度指标值的聚类中心的乘积为当前簇中所有管理区块的期望灌水量”直至遍历所有簇，得到当前待灌溉单元中所有管理区块的期望灌水量。
25、可选的，所述基础灌水量为：i＝kc×et0×d；
26、其中，i为基础灌水量；kc为作物系数；d为灌水时间间隔；et0为参考作物蒸发蒸腾量；
27、其中，δ为饱和水汽压曲线的斜率；rn为作物表面净辐射；g为土壤热通量密度；γ为湿度计常数；t为预设高度处每日平均气温；u2为预设高度处的风速；es为饱和水汽压；ea为实际水汽压。
28、可选的，所述水分亏缺程度指标值为：
29、所述水分亏缺程度指标值为：
30、
31、其中，nrct为当前管理区块的水分亏缺程度指标值；ct为当前管理区块的平均冠层温度；ctmin为当前待灌溉单元的最低平均冠层温度。
32、一种无人农场喷灌机组集群灌溉作业决策方法，包括：
33、变量灌溉管理单元划分模块，用于将待灌溉无人农场划分为多个变量灌溉管理单元；所述变量灌溉管理单元与喷灌机组集群中的多个喷灌机组一一对应设置；
34、土壤水势获取模块，用于获取多个变量灌溉管理单元的土壤水势；
35、待灌溉单元确定模块，用于确定土壤水势低于土壤水势下限值的变量灌溉管理单元为待灌溉单元；
36、当前待灌溉单元确定模块，用于确定任一待灌溉单元为当前待灌溉单元；
37、当前喷灌机组确定模块，用于确定当前待灌溉单元对应的喷灌机组为当前喷灌机组；
38、最小管理区块获取模块，用于获取当前喷灌机组的最小管理区块；所述最小管理区块是根据当前喷灌机组的设备类型和喷头射程确定的；
39、管理区块划分图确定模块，用于基于所述最小管理区块的形状和尺寸，将当前待灌溉单元划分为多个管理区块，得到当前待灌溉单元的管理区块划分图；
40、冠层温度空间分布图确定模块，用于根据热成像数据，确定当前待灌溉单元的冠层温度空间分布图；
41、植被指数空间分布图确定模块，用于根据多光谱数据，确定当前待灌溉单元的植被指数空间分布图；
42、基础灌水量确定模块，用于确定当前待灌溉单元的基础灌水量；
43、期望灌水量确定模块，用于基于所述基础灌水量、所述管理区块划分图、所述冠层温度空间分布图和所述植被指数空间分布图，确定当前待灌溉单元中所有管理区块的期望灌水量；
44、灌溉模块，用于按照当前待灌溉单元中每个管理区块的期望灌水量，控制当前喷灌机组完成灌溉；
45、当前待灌溉单元更新模块，用于更新当前待灌溉单元，并调用当前喷灌机组确定模块直至遍历所述待灌溉单元，完成待灌溉无人农场的灌溉控制。
46、一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行所述的一种无人农场喷灌机组集群灌溉作业决策方法。
47、可选的，所述存储器为可读存储介质。
48、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：
49、本专利技术的目的是提供一种无人农场喷灌机组集群灌溉作业决策方法、系统及设备，将待灌溉无人农场划分为多个变量灌溉管理单元；基于最小管理区块的形状和尺寸，将当前变量灌溉管理单元划分为多个管理区块；基于管理区块划分图、冠层温度空间本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种无人农场喷灌机组集群灌溉作业决策方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的无人农场喷灌机组集群灌溉作业决策方法，其特征在于，基于所述基础灌水量、所述管理区块划分图、所述冠层温度空间分布图和所述植被指数空间分布图，确定当前待灌溉单元中所有管理区块的期望灌水量，包括：
3.根据权利要求2所述的无人农场喷灌机组集群灌溉作业决策方法，其特征在于，所述基础灌水量为：I＝Kc×ET0×d；
4.根据权利要求2所述的无人农场喷灌机组集群灌溉作业决策方法，其特征在于，所述水分亏缺程度指标值为：
5.一种无人农场喷灌机组集群灌溉作业决策方法，其特征在于，包括：
6.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行权利要求1至4中任一项所述的一种无人农场喷灌机组集群灌溉作业决策方法。
7.根据权利要求6所述的一种电子设备，其特征在于，所述存储器为可读存储介质。
【技术特征摘要】
1.一种无人农场喷灌机组集群灌溉作业决策方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的无人农场喷灌机组集群灌溉作业决策方法，其特征在于，基于所述基础灌水量、所述管理区块划分图、所述冠层温度空间分布图和所述植被指数空间分布图，确定当前待灌溉单元中所有管理区块的期望灌水量，包括：
3.根据权利要求2所述的无人农场喷灌机组集群灌溉作业决策方法，其特征在于，所述基础灌水量为：i＝kc×et0×d；
4.根据权利要求2所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟霞，吴文勇，单志杰，李久生，杨永森，张敏讷，张勇静，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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