[发明专利]基于无人机红外热图像采集的大面积农田作物水分状态监测方法及系统

摘要

本发明提出基于无人机红外热图像采集的大面积农田作物水分状态监测方法，包括步骤：1)在田间设置辅助装置，即田间空气温度传感器和地面充分蒸发参考面；2)通过无人机上云台固定的红外热成像系统对农田作物进行大面积的红外图像采集，同步触发GPS模块获取对应图像的定位信息；3)地面数据处理系统接收红外图像及定位信息，对图像进行配准、拼接和分割，提取冠层温度和地面充分蒸发参考面温度的空间分布，估算作物气孔完全关闭时的叶片温度，最后计算作物水分亏缺指数，对作物水分亏缺指数值高于临界值的区域进行高亮显示预警。此外，本发明还提出一种与之相适应的系统。本发明适用于较大面积的农田作物水分状态监测，有利于实现农业精准灌溉，提高农业现代化水平。

主权项

一种基于无人机红外热图像采集的大面积农田作物水分状态监测方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)在田间设置辅助装置，包括田间空气温度传感器和地面充分蒸发参考面，其中田间空气温度传感器按照气象观测规范放置，地面充分蒸发参考面略高于冠层高度；(2)通过无人机上云台固定的红外热成像系统对农田作物进行大面积的红外图像采集，同步触发GPS模块获取对应图像的定位信息；(3)地面数据处理系统接收红外图像及图像定位信息，对图像进行配准和拼接，并对拼接好的图像进行图像分割，区分冠层、背景和地面充分蒸发参考面，分别从冠层图像和地面充分蒸发参考面图像得到冠层温度和地面充分蒸发参考面温度的空间分布，然后结合田间空气温度传感器监测的空气温度数据，估算作物气孔完全关闭时的叶片温度，最后计算作物水分亏缺指数，将作物水分亏缺指数展示在空间分布图上，对作物水分亏缺指数值高于临界值的区域进行高亮显示预警。