[发明专利]基于无人机可见光遥感的作物株高计算方法

说明书

本发明属于作物株高监测领域，具体而言，涉及一种基于无人机可见光遥感的作物株高计算方法，该方法包括：以无人机搭载可见光相机对作物株高目标监测区域进行数码影像获取，并采集地面控制点；基于POS数据和对应的无人机高清数码影像进行影像拍摄时刻空间姿态的还原，并生成密集点云；最后构建其飞行区域的3D多边形格网，生成飞行区域的真实三维模型。对三维模型进行计算和分割，得出作物的株高。本发明通过利用无人机获取的可见光遥感影像计算作物株高，实现了作物株高的实时监测，克服了传统地面测量方法的效率低、破坏作物的缺点，并且时效性高、便捷性强，适合大尺度的农情监测。

技术领域

本发明涉及作物高度测量领域，具体涉及一种基于无人机可见光遥感的作物株高计算方法。

背景技术

在作物的生长周期内，对作物植株高度的监测能够帮助生产者更好地掌握作物生长信息，根据其长势情况结合其他作物参数进行灌水、施肥等调控。其次，作物的植株高度在一定程度上可以反映作物产量。

目前，测定作物生长指标的方法有传统地面测量法与间接测量法，间接测量方法为基于遥感和图像系统的测量。地面测量作物高度的方法不仅费时费力，而且只能获取离散点的数据，无法得到面上的数据。而在间接测量方法中主动激光雷达遥感和干涉雷达遥感在林木高度测量方面具有很好的应用效果，已经成为林木高度反演的重要手段，但是由于其价格高昂，无法在作物中进行普遍性的应用。

综上所述，相对廉价且技术成熟的RGB(Red Green Blue)高分辨率相机设备已经广泛地应用在无人机遥感监测系统中。本发明实施例提供的基于无人机可见光遥感的作物株高计算方法与现有技术相比，通过利用无人机（实时）获取的遥感影像监测作物株高，实现了实时计算，克服了传统地面监测方法的破坏性强、时效性与便携性不足的缺点，而且成本较低，适合大尺度的农情监测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机可见光遥感的作物株高计算方法，解决现有的监测作物株高方法都存在适用性较差、工作效率低的问题。

本发明的实施例中提供了一种无人机可见光遥感的作物株高计算方法，包括步骤：。

步骤1：根据所需模型精度以及影像重叠度预先规划无人机参数，包括：航带数、飞行高度、飞行时间及架次。以无人机搭载的可见光相机对目标作物区域进行垂直拍摄，并按均匀分布进行控制点测量，保证获取影像建模后的精度。

步骤2：对监测作物区域的多幅原始影像的坐标系进行配准及拼接。

步骤3：提取影像拼接后生成的目标作物区域的密集点云数据。

步骤4：根据密集点云数据构建目标作物区域的3D多边形格网，并进行纹理贴图，最终生成监测区域的真实三维模型。

步骤5：对生成的三维模型进行分割和计算，最终得出作物的株高。

进一步的，步骤1航拍的影像必须具有一定的重叠度，其中，纵向重叠度至少为60%，旁向重叠度至少为30%。

进一步的，控制点的选择要安装高程起伏和航拍的目标作物区域分布进行综合考虑，并且其数量不能低于3个，最后用RTK精确测量其坐标及高程。

进一步的，步骤2控制以下步骤：

步骤21、利用图像拼接软件对目标作物区域的多幅原始影像进行处理；

步骤22、利用RTK已测的控制点对影像进行坐标系配准；

步骤23、利用图像拼接软件对原始影像进行拼接。

进一步的，步骤4利用图像拼接软件对影像中提取的密集点云进一步生成TIN三角网，构建其3D多边形格网，然后进行纹理贴图，生成DSM数字表面模型，再导出DEM数字高程模型。