[发明专利]基于光谱与图像识别的农林病虫害空基监测系统及方法

说明书

本发明适用于农业虫害监控技术领域，提供了一种基于光谱与图像识别的农林病虫害空基监测系统及方法，包括以下步骤：建立作物生长模型，接收本年栽培信息与气象信息，作物生长模型根据本年栽培信息与气象信息预测病虫害发生时期；接收浮空器巡航监测工作计划；通过光谱成像仪获取田间作物表型数据和多光谱图谱，对诱虫灯诱捕到的害虫进行分类识别与计数；对田间作物表型数据和多光谱图谱进行归一化植被指数分析，筛选出田间生长异常点；通过可见光高清摄像头采集生长异常点图片，对采集生长异常点图片进行识别与分析。创新性地结合了光谱分析与可见光图像识别两种技术，分别使用两种技术来进行初筛与复检，提高了监测、识别、鉴定的精度。

技术领域

本发明涉及农业虫害监控技术领域，具体是涉及一种基于光谱与图像识别的农林病虫害空基监测系统及方法。

背景技术

目前主要使用光谱遥感技术进行农业虫害监控，单纯使用光谱进行病虫害监测与识别，容易受到周围环境、光照、背景物的影响，容易产生同物异谱或同谱异物的情况，且采集到的光谱数据量大、不同病虫害特征的光谱波段差异较大，需要进行多次反复的验证。此外，也会采用图像识别技术的诱虫灯与孢子捕捉分析仪只能在田间定点架设，病虫害的发生多具有随机性，容易造成田间测报不及时影响后续药剂防治，因此，需要提供一种基于光谱与图像识别的农林病虫害空基监测系统及方法，旨在解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于光谱与图像识别的农林病虫害空基监测系统及方法，以解决上述背景技术中存在的问题。

本发明是这样实现的，一种基于光谱与图像识别的农林病虫害空基监测方法，所述方法包括以下步骤：

建立作物生长模型，接收本年栽培信息与气象信息，作物生长模型根据本年栽培信息与气象信息预测病虫害发生时期；

接收浮空器巡航监测工作计划，所述浮空器上安装有可见光高清摄像头、多光谱成像仪和诱虫灯；

通过光谱成像仪获取田间作物表型数据和多光谱图谱，对诱虫灯诱捕到的害虫进行分类识别与计数；

对田间作物表型数据和多光谱图谱进行归一化植被指数分析，筛选出田间生长异常点；

通过可见光高清摄像头采集生长异常点图片，对所述采集生长异常点图片进行识别与分析；

根据农业专家系统储备数据，筛选并确定作物详细生长情况以及病虫害发生情况。

作为本发明进一步的方案：所述建立作物生长模型的步骤，具体包括：

接收历史农作物数据信息，所述历史农作物数据信息包括农作物栽种时期、生长时期、病虫害发生时期以及发生时期的气象信息，所述发生时期的气象信息包括温度、湿度和天气情况；

根据历史农作物数据信息建立作物生长模型。

作为本发明进一步的方案：所述确定作物详细生长情况以及病虫害发生情况的步骤，具体包括：

对作物生长情况进行评估，对病虫害发生情况进行评级；

生成预警信号，生成农事操作方案和防治方案，以指导进行相应农事操作和病虫害防治。

作为本发明进一步的方案：对田间作物表型数据和多光谱图谱进行归一化植被指数分析的步骤，具体为：基于J-M距离优化的BP神经网络分类模型，对田间作物表型数据和多光谱图谱的颜色特征、纹理特征、光谱值特征和归一化植被指数进行分析，以实现对虫害区域的高精度识别。

本发明的另一目的在于提供一种基于光谱与图像识别的农林病虫害空基监测系统，所述系统包括：

发生时期预测模块，用于建立作物生长模型，接收本年栽培信息与气象信息，作物生长模型根据本年栽培信息与气象信息预测病虫害发生时期；

监测计划接收模块，用于接收浮空器巡航监测工作计划，所述浮空器上安装有可见光高清摄像头、多光谱成像仪和诱虫灯；