[发明专利]智慧农业园区智能规划方法

说明书

本发明公开了一种智慧农业园区智能规划方法，包括：1：连续采集智慧农业园区的图像，重建智慧农业园区的全景图；2：根据全景图内的每一像素计算植物占比因子，根据植物占比因子进行聚类，形成区块化种植区轮廓；3：利用植物叶面特征识别出区块化种植区轮廓内的农作物种类，重建出不同种类的农作物种植区；4：基于每个农作物种植区中所包括的生产类设备类型及单价、监测类设备类型及单价、土建工程面积及单位面积施工费用、总投资费用和投资预算，建立全局总投资费用线性规划模型；计算全局最优解，实现智慧农业园区的智能规划。本发明能根据投资预算及约束条件求解全局最优情况下的设备数量，从而快速、智能地实现智慧农业园区的合理规划。

技术领域

本发明涉及一种智慧农业园区智能规划方法，适用于利用无人机图像，重建智慧农业园区全景图，进而计算获取农作物种植区分布，并采用线性规划算法，实现智慧农业园区的智能规划，属于智慧农业技术领域。

背景技术

智慧农业园区是现代农业的展示窗口，是农业科技成果转化的孵化器，是生态型安全食品的生产基地，是现代农业信息、技术、品种的博览园，是提高农村经济效益和农民收入的必然选择。

智慧农业园区是指利用物联网、大数据、AI等技术，提供包括种养殖生产管理服务、可视化管理服务、数据及信息化支撑服务、产加销一体化服务在内的四大服务体系，可实现园区生产可视化管理、农业大数据管理分析、专家服务、农业知识库、农业资讯、产品溯源、一物一码等多种上层应用，以及水肥一体化、气象站、土壤监测站、虫情监测、可视化监测、环境控制设备等多种前端物联网设施的整合、改造及自动化控制。

目前，在智慧农业园区规划过程中，一方面需考虑整体园区规模、投资预算。另一方面，需对园区内的种植区进行人工勘查、数据核对，并综合考虑生产类设备、监测类设备的部署方案及土建工程费用。所以，在规划过程，需要大量的工作人员参与，并逐一计算、细化每一种植区内的设备部署。其存在着规划时间较长、人力成本较高、时间成本较大、规划不合理等技术问题。因此，如何利用先进的技术手段，快速、科学、智能地实现智慧农业园区的合理规划，是智慧农业园区建设初期所面临的难题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供了一种智慧农业园区智能规划方法，本发明所要解决的技术问题是根据投资预算及约束条件求解出全局最优情况下的设备数量及分布，从而快速、科学、智能地实现智慧农业园区的合理规划。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种智慧农业园区智能规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：连续采集智慧农业园区的图像，并根据采集的图像重建智慧农业园区的全景图；

步骤2：根据全景图内的每一像素计算植物占比因子，根据植物占比因子进行聚类，形成区块化种植区轮廓；

步骤3：利用植物叶面特征识别出区块化种植区轮廓内的农作物种类，为区块化种植区轮廓内不同种类的农作物添加上种类标识，重建出不同种类的农作物种植区；

步骤4：基于每个农作物种植区中所包括的生产类设备类型及单价、监测类设备类型及单价、土建工程面积及单位面积施工费用、总投资费用和投资预算，建立全局总投资费用线性规划模型；计算全局最优解，得到生产类设备的数量及分布、监测类设备的数量及分布、土建工程的投资费用，实现智慧农业园区的智能规划。

步骤1中，采用无人机巡航连续拍摄的方式采集智慧农业园区的多幅图像，利用傅里叶变换对采集的图像进行平移、旋转、缩放，使各幅图像的像素点坐标一一对应，然后在同一坐标系中进行图像拼接、融合，重建出智慧农业园区的全景图。

步骤1中，设定采集的图像集合为P，P＝{P_i，i＝1,2...N}，i表示在时间轴上顺序拍摄的图像，N表示采集图像的数量，则智慧农业园区全景图的重建方法如下：