本发明专利技术公开了一种高光谱遥感甘蔗糖分分析装置，主要由卫星信息接收模块、通信模块、存储模块、嵌入式系统和显示模块构成；所述的卫星信息接收模块分别与存储模块、通信模块相连接；所述的通信模块、嵌入式系统分别与存储模块相连接；所述的存储模块、嵌入式系统分别与显示模块相连接；所述的卫星信息接收模块上设有无线通讯天线和有线通讯接口。该装置结构简单、使用方便、安全可靠、使用成本低；是基于高光谱遥感技术而设计的专门用于甘蔗糖分分析的设备。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种高光谱遥感甘蔗糖分分析装置，主要由卫星信息接收模块、通信模块、存储模块、嵌入式系统和显示模块构成；所述的卫星信息接收模块分别与存储模块、通信模块相连接；所述的通信模块、嵌入式系统分别与存储模块相连接；所述的存储模块、嵌入式系统分别与显示模块相连接；所述的卫星信息接收模块上设有无线通讯天线和有线通讯接口。该装置结构简单、使用方便、安全可靠、使用成本低；是基于高光谱遥感技术而设计的专门用于甘蔗糖分分析的设备。【专利说明】高光谱遥感甘蔗糖分分析装置
本专利技术涉及一种甘蔗糖分分析设备，具体涉及了一种高光谱遥感甘蔗糖分分析装置。
技术介绍
高光谱遥感是在电磁波谱的可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内，获取许多非常窄的光谱连续的影像数据的技术，可以收集到上百个非常窄的光谱波段信息。高光谱遥感是当前遥感技术的前沿领域，它利用很多很窄的电磁波波段从感兴趣的物体获得有关数据，包含了丰富的空间、辐射和光谱三重信息。该技术被广泛应用于地质调查、植被研究、灾害监测等领域。甘蔗糖分预测是在蔗糖榨季生产之前，对新榨季的甘蔗蔗糖分进行预测。在生产上，每年的榨季开始前，糖厂都要进行榨季生产的准备工作，包括安排砍运、生产、准备辅料等。上级主管部门也要下达蔗糖生产任务与各项经济技术指标。上述工作都要依据于农务部门对蔗区甘蔗糖分的预测。因此这是蔗糖生产中的一个关键环节，对甘蔗的优化收割和蔗糖生产有重要影响。已有的研究表明，气候因素(降雨量、日照程度、温度)、甘蔗品种与植期、土壤质量等因素对甘蔗糖分的影响较大。据此建立了多种糖分预测模型，如基于榨季的气象糖分预测模型，二次曲线模型、分段Logistic模型等。现有的模型多是针对某一个或两个影响因素进行研究，预测时有较大的局限性。且数据来源仅仅是某一区域的几个糖厂，甚至是某一个糖厂，基础数据没有普遍性。高光谱遥感的大面积数据采集，不受气候影响，不需人工干预，十分适用于农业数据的采集，而基于高光谱遥感的甘蔗糖分预测技术在国内还是空白。所以，市场上急需一种结构简单、安全可靠、使用成本低的基于高光谱遥感且专门应用于甘蔗糖分分析的设备。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种结构简单、使用方便、安全可靠、使用成本低的，并基于高光谱遥感技术而设计的专门用于甘蔗糖分分析的装置。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案: 一种高光谱遥感甘蔗糖分分析装置，主要由卫星信息接收模块、通信模块、存储模块、嵌入式系统和显示模块构成；所述的卫星信息接收模块分别与存储模块、通信模块相连接；所述的通信模块、嵌入式系统分别与存储模块相连接；所述的存储模块、嵌入式系统分别与显示模块相连接；其中，所述的存储模块设有遥感信息库、气候信息库、糖分历史库、甘蔗信息库和糖分预测模型库；在糖分预测模型库中存储有由嵌入式系统构建好的糖分预测模型，包括基础糖分分析子模型、气候糖分分析子模型、土壤糖分分析子模型和环境糖分分析子模型；所述的嵌入式系统设有糖分预测单元、砍运预测单元、模型构建单元和模型更新单元; 所述的卫星信息接收模块从遥感卫星地面接收站、气象站和蔗区农业部门获取相应的历史信息数据，传输给存储模块进行存储，嵌入式系统中的模型构建单元读取存储模块中相应的历史信息数据，构建相应的糖分预测模型后传输给存储模块进行存储；在榨季开始前，需要对糖分进行预测时，卫星信息接收模块从遥感卫星地面接收站和气象站获取相应的最新信息数据，传输给存储模块进行存储，嵌入式系统中的糖分预测单元从存储模块中获取最新信息数据和糖分预测模型，并将最新信息数据代入相应的糖分预测模型中进行分析处理，获取相应的预测值，再将各个预测值分别与各自对应的影响因子相乘，所得乘积进行求和，得到最终的糖分预测值；嵌入式系统中的砍运预测单元根据糖分预测值，并结合历史糖分数据和生长期数据进行反演，得到获取最大糖分的最佳砍运时间，生成具体砍运方案，作为糖厂安排本榨季砍运工作的参考依据。作为本专利技术的进一步说明，所述的通信模块包括用于发送通信短报文的北斗卫星导航通信芯片和用于移动数据无线通信的SM卡。作为本专利技术的进一步说明，所述的卫星信息接收模块上设有无线通讯天线和有线通讯接口。作为本专利技术的进一步说明，所述的存储模块包括用于运行嵌入式系统并存放少量的实时数据的内置内存卡和用于长期存放大量数据的外置内存卡。作为本专利技术的进一步说明，所述的嵌入式系统采用兼容手机操作系统的微处理器；所述的显示模块采用的是触摸显示屏。显示模块用于与使用者进行交互，可以显示装置的运行状态、各类数据和预测结果等，也可以接收使用者通过触摸屏输入的指令。作为本专利技术的进一步说明，所述的历史信息数据包括从遥感卫星地面接收站获取的蔗区的海量历史高光谱遥感数据、从蔗区所在地的气象站获取的气候信息、由蔗区农业部门提供的甘蔗基本信息和由蔗区的各个糖厂提供的历史糖分数据；所述的最新信息数据包括从遥感卫星地面接收站获取最新的高光谱遥感数据和从蔗区所在地的气象站获取最新的气候信息。上述的高光谱遥感数据包括光合作用量、辐射量、植被指数、土壤含水量、有机质含量和矿物质含量；所述的气候信息包括昼夜温差、降雨量和光照度；所述的甘蔗基本信息包括甘蔗品种、植期、宿根年份、生长周期、种植密度和长势指数。作为本专利技术的进一步说明，所述的基础糖分分析子模型的输入信息包括甘蔗品种、植期、宿根年份、生长周期、种植密度和长势；所述的气候糖分分析子模型的输入信息包括昼夜温差、降雨量和光照度；所述的土壤糖分分析子模型的输入信息包括土壤含水量、有机质含量和矿物质含量；所述的环境糖分分析子模型的输入信息包括光合作用量和辐射量。作为本专利技术的进一步说明，嵌入式系统中的模型构建单元构建糖分预测模型时采用的建模方法包括差分方程法、数据拟合法、线性规划法和概率统计法。作为本专利技术的进一步说明，所述的影响因子通过绘制甘蔗基础信息、气候、土壤和环境数据与糖分历史数据的特征曲线图，并以每条特征曲线的平均斜率作为该特征的影响因子。本专利技术中的嵌入式系统是整个装置的管理平台，负责从存储模块中提取出基础数据并建立糖分分析模型，定期进行模型更新，并主要根据最新实时数据通过糖分分析模型进行糖分预测和砍运预测。基础糖分分析子模型建立如下:经过大量历史数据分析结果表明，甘蔗糖分高低不仅与品种、植期、宿根年份等固有信息相关，还受种植密度和各生长期的长势所影响。因此基础糖分分析子模型的建立要从上述几个特征入手，找到与糖分的线性关系建立数学函数。首先从甘蔗信息库中获取甘蔗的品种、植期和宿根年份信息，通过品种信息可以得到生长周期持续时间。将甘蔗的生长周期划分为6个时期(蔗茎、花芽分化、孕穗、抽穗、开花和结实)，不同的品种对于每个时期所用的生长时间是不同的。结合植期(春植、夏植、秋植和冬植)即可计算出目前该品种蔗所处的是哪个生长期。然后建立时序空间，通过遥感信息进行各个生长期的甘蔗长势分析，得到各生长期长势的优劣性指数。接着利用遥感信息分析出来的归一化植被指数NDVI定量估算甘蔗种植密度，求出象元的NDVI值与裸图区域的NDVI值之差，以及纯植被象元的NDVI值与裸图区域的NDVI值之差，两者的比值即为种植密度。将品种、植期、种植密度、长势指数本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林兴志，潘翔，
申请(专利权)人：林兴志，广西卡西亚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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