棉花冠層的覆蓋度的平均值為橫坐標(biāo)X，獲得的棉花植株的平均株高為縱坐標(biāo)y，獲得曲線及曲線的公式，所述公式即為所述公式(I)，y = 9.9376ea 0278x, y為所述棉田數(shù)字圖像中棉花植株的平均株高，x為所述棉田數(shù)字圖像中棉田的覆蓋度。
[0056]參照?qǐng)D2，所述圖2表示本實(shí)施例中對(duì)3個(gè)棉田小區(qū)進(jìn)行多次重復(fù)試驗(yàn)獲取的棉田中的棉花植株和棉田覆蓋度的曲線示意圖，由圖2可以看出計(jì)算得到的公式為y =
9.9376ea 0278x, x表示棉田數(shù)字圖像中棉田的覆蓋度，y表示棉田數(shù)字圖像中棉田植株的株高。
[0057]在棉田中安裝圖像采集設(shè)備為實(shí)時(shí)圖像采集設(shè)備，所述實(shí)時(shí)圖像采集設(shè)備與控制服務(wù)器通過(guò)無(wú)線或有線連接。
[0058]因?yàn)橐苿?dòng)終端具有便攜性和智能性，再結(jié)合利用手機(jī)的圖像處理和分析功能，獲取棉田的覆蓋度，所以本實(shí)施例中所述棉田的覆蓋度可以通過(guò)移動(dòng)終端獲取，最后通過(guò)本實(shí)施例中所述的公式計(jì)算棉花植株的株高，實(shí)現(xiàn)棉花株高的快速測(cè)定。
[0059]本實(shí)施例在田間安裝攝像頭，定時(shí)抓拍棉田田間圖像并傳回終端，利用終端的功能化軟件，獲取棉田覆蓋度，從本實(shí)施例的公式計(jì)算棉花株高，對(duì)棉田的株高進(jìn)行無(wú)人實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)棉花株高的自動(dòng)傳感，工作人員通過(guò)棉田中棉花的株高進(jìn)行水肥調(diào)控和化學(xué)調(diào)節(jié)。
[0060]參照?qǐng)D3，實(shí)際測(cè)得的棉花株高與通過(guò)本實(shí)施例的公式預(yù)測(cè)的棉花株高的對(duì)比曲線，由曲線可知:雖然本發(fā)明中所述公式預(yù)測(cè)的株高與實(shí)測(cè)株高的標(biāo)準(zhǔn)誤為6厘米，可以達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的要求。在生產(chǎn)實(shí)際中經(jīng)常使用的是日生長(zhǎng)量這個(gè)指標(biāo)，通過(guò)間隔兩次株高的差再除以間隔天數(shù)求得，而間隔兩次株高的差可以去除系統(tǒng)誤差，所以日生長(zhǎng)量這個(gè)監(jiān)測(cè)指標(biāo)更為精確。
[0061]參照?qǐng)D4，一種基于圖象技術(shù)測(cè)定棉花株高的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:圖像采集設(shè)備、控制服務(wù)器和數(shù)據(jù)處理中心；
[0062]所述圖像采集設(shè)備安裝在棉田中，且與所述控制服務(wù)器無(wú)線或有線連接，所述控制服務(wù)器控制所述圖像采集設(shè)備獲取棉田數(shù)字圖像，并控制所述圖像采集設(shè)備將所述棉田數(shù)字圖像傳送給所述數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲取棉田數(shù)字圖像中的棉花植株的平均株高；所述數(shù)據(jù)處理中心將獲取的棉花植株的平均株高發(fā)送給所述控制服務(wù)器；所述圖像采集設(shè)備包括:具有攝像功能的移動(dòng)終端、具有攝像功能和GPS功能的移動(dòng)終端和攝像頭。
[0063]在本實(shí)施例中，所述圖像米集設(shè)備具體為具有攝像功能和GPS功能的移動(dòng)終端，所述具有攝像功能和GPS功能的移動(dòng)終端還具有獲取棉田的經(jīng)緯度坐標(biāo)的功能。
[0064]所述數(shù)據(jù)處理中心中的圖像分析軟件獲取所述棉田數(shù)字圖像的棉田覆蓋度，在結(jié)合公式y(tǒng) = 9.9376e°-0278x, y為所述棉田數(shù)字圖像中棉花植株的平均株高，x為所述棉田數(shù)字圖像中棉田的覆蓋度，計(jì)算棉花植株的平均株高。
[0065]本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過(guò)所述控制服務(wù)器顯示的所述棉花植株的平均株高，再結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，做出水肥調(diào)控和化學(xué)調(diào)節(jié)。
[0066]本發(fā)明提出的基于圖象技術(shù)測(cè)定棉花株高的方法，是根據(jù)棉田棉花由苗期到花期封行打頂前，株高不斷增高，其冠層的覆蓋度不斷變大，通過(guò)拍攝棉花冠層圖象，用計(jì)算機(jī)圖象技術(shù)將覆蓋度的變化量化，并與棉花的株高建立對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，即只要知道了棉田的覆蓋度，就可通過(guò)這種函數(shù)關(guān)系計(jì)算棉花的株高，實(shí)現(xiàn)用圖象技術(shù)測(cè)定棉花株高的目的。
[0067]通過(guò)采用本發(fā)明公開(kāi)的上述技術(shù)方案，得到了如下有益的效果:
[0068]本發(fā)明采用的棉花株高測(cè)定方法是根據(jù)棉花株高變化和覆蓋度變化的正向相關(guān)性，通過(guò)拍攝棉田圖象，用計(jì)算機(jī)圖象技術(shù)將這種覆蓋度的變化量化，并與棉花株高建立對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，即只要知道了棉花的覆蓋度，就可通過(guò)這種函數(shù)關(guān)系計(jì)算棉花的株高，因此本發(fā)明耗時(shí)短、效率高、操作簡(jiǎn)單。最終實(shí)現(xiàn)基于圖象技術(shù)測(cè)定棉花株高的目的，實(shí)現(xiàn)測(cè)定棉花株高和株高生長(zhǎng)的速度，從而用以判斷作物生長(zhǎng)狀況，指導(dǎo)作物生產(chǎn)中的施肥、灌溉和化調(diào)。
[0069]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于圖象技術(shù)測(cè)定棉花株高的方法，其特征在于，該方法包括: 51、獲取棉田數(shù)字圖像 選取一塊棉田，用圖像采集設(shè)備獲取棉田數(shù)字圖像； 52、獲取棉田覆蓋度 采用圖像處理軟件對(duì)所述棉田數(shù)字圖像進(jìn)行處理，計(jì)算所述綠色冠層面積與所述棉田數(shù)字圖像面積的比值，所述比值即為所述棉田數(shù)字圖像中棉田的覆蓋度； 53、計(jì)算棉花的株高 采用公式(I)計(jì)算棉花植株的平均株高:y = 9.9376e°-0278x (I) 其中，I為所述棉田數(shù)字圖像中棉花植株的平均株高，X為所述棉田數(shù)字圖像中棉田的覆蓋度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于圖象技術(shù)測(cè)定棉花株高的方法，其特征在于，在步驟SI之前還存在以下步驟:在棉田中安裝圖像采集設(shè)備。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于圖象技術(shù)測(cè)定棉花株高的方法，其特征在于，步驟SI中，在晴天、室外、自然光照的條件下，獲取所述棉田數(shù)字圖像。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于圖象技術(shù)測(cè)定棉花株高的方法，其特征在于，步驟SI中，所述棉田數(shù)字圖像采用圖像采集設(shè)備垂直地面拍攝棉田數(shù)字圖像，獲取棉田的俯視圖，所述俯視圖中棉花冠層上無(wú)陰影。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于圖象技術(shù)測(cè)定棉花株高的方法，其特征在于，步驟SI中，所述圖像采集設(shè)備為具有拍照功能的設(shè)備。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于圖象技術(shù)測(cè)定棉花株高的方法，其特征在于，步驟S2，具體為:將所述棉田數(shù)字圖像導(dǎo)入，將所述棉田數(shù)字圖像中棉花綠色冠層分割出來(lái)，計(jì)算分割出來(lái)的所述棉花綠色冠層的面積，將所述棉花綠色冠層面積除以所述棉田數(shù)字圖像面積，獲得比值，所述比值即為所述棉田數(shù)字圖像中棉田的覆蓋度。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于圖象技術(shù)測(cè)定棉花株高的方法，其特征在于，步驟S3中，所述公式(I)通過(guò)多次重復(fù)試驗(yàn)獲取如下: F1、選擇至少3個(gè)棉花長(zhǎng)勢(shì)正常均勻的棉田，記做第一棉田小區(qū)、第二棉田小區(qū)、第三棉田小區(qū)、……第η棉田小區(qū)，所述η大于等于3，然后對(duì)每個(gè)所述棉田小區(qū)采取下述操作: 從棉苗長(zhǎng)出真葉開(kāi)始，在所述棉田小區(qū)中，每隔7天的同一時(shí)間用所述圖像采集設(shè)備垂直地面獲取所述棉田小區(qū)的棉田數(shù)字圖像，同時(shí)，用卷尺任意測(cè)量該所述棉田小區(qū)中的20株?30株棉花植株的株高，并記錄數(shù)據(jù),直至棉花植株打頂為止； F2、將同一天同一時(shí)間獲取的棉花植株的株高進(jìn)行平均值計(jì)算，得到該測(cè)量時(shí)間的棉花植株的平均株高； F3、用圖像分析軟件對(duì)得到的棉田數(shù)字圖像進(jìn)行分析，獲取相應(yīng)測(cè)量時(shí)間的棉花冠層的覆蓋度，將同一天同一時(shí)間的棉花冠層的覆蓋度進(jìn)行平均值計(jì)算，獲取每個(gè)測(cè)量時(shí)間的棉花冠層的覆蓋度的平均值； F4、建立直角坐標(biāo)系，以同一天同一時(shí)間獲得的棉花冠層的覆蓋度的平均值為橫坐標(biāo)X，獲得的棉花植株的平均株高為縱坐標(biāo)y，獲得曲線及曲線的公式，所述公式即為所述公式⑴。8.一種基于圖象技術(shù)測(cè)定棉花株高的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:圖像采集設(shè)備、控制服務(wù)器和數(shù)據(jù)處理中心； 所述圖像采集設(shè)備安裝在棉田中，且與所述控制服務(wù)器無(wú)線或有線連接，所述控制服務(wù)器控制所述圖像采集設(shè)備獲取棉田數(shù)字圖像，并控制所述圖像采集設(shè)備將所述棉田數(shù)字圖像傳送給所述數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲取棉田數(shù)字圖像中的棉花植株的平均株高；所述數(shù)據(jù)處理中心將獲取的棉花植株的平均株高發(fā)送給所述控制服務(wù)器； 所述圖像采集設(shè)備包括:具有攝像功能的移動(dòng)終端、具有攝像功能和GPS功能的移動(dòng)終立而和攝像頭。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述基于圖象技術(shù)測(cè)定棉花株高的系統(tǒng)，其特征在于，所述具有攝像功能和GPS功能的移動(dòng)終端，還具有獲取棉田的經(jīng)緯度坐標(biāo)的功能。
【專利摘要】本發(fā)明是一種基于圖象技術(shù)測(cè)定棉花株高的方法及系統(tǒng)，涉及農(nóng)作物形態(tài)指標(biāo)測(cè)定領(lǐng)域。該方法包括：S1、獲取棉田數(shù)字圖像：選取一塊棉田，采用圖像采集設(shè)備獲取棉田數(shù)字圖像；S2、獲取棉田覆蓋度：采用圖像處理軟件對(duì)所述棉田數(shù)字圖像進(jìn)行處理，計(jì)算所述綠色冠層部分的面積與整個(gè)圖像面積的比值，即為所述棉田數(shù)字圖像中棉田的覆蓋度；S3、計(jì)算棉花的株高：采用公式y(tǒng)＝9.9376e0.0278x計(jì)算棉花植株的平均株高。本發(fā)明解決了現(xiàn)有人工田間測(cè)量棉花植株株高的方法，耗時(shí)長(zhǎng)、效率低、操作復(fù)雜和影響棉花植株生長(zhǎng)的問(wèn)題。
【IPC分類】G01B11/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105444677
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410614840
【發(fā)明人】賴軍臣, 戴建國(guó)
【申請(qǐng)人】賴軍臣, 戴建國(guó)
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2014年11月4日