[发明专利]一种集成可见光与近红外双摄像头的植被长势监测系统与方法

权利要求书

1.一种集成可见光与近红外双摄像头的植被长势监测方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、采用可见光监测摄像头采集监测区域的RGB图像，采用近红外摄像头采集监测区域的近红外波段图像；

S2、利用边界搜索算法获得RGB图像和近红外波段图像的公共边界，并提取RGB图像和近红外波段图像的重叠区域图像；

S3、利用地面十八度标准灰卡对该重叠区域图像的色彩进行校正，根据校正结果计算该重叠区域图像的归一化植被指数NDVI图像，再结合校正后的RGB图像，实现对监测区域植被长势的监测。

2.根据权利要求1所述的植被长势监测方法，其特征在于，S2中，所述边界搜索算法是将偏差像素的个数设定为40个像素，搜索算法为基于相同地物图像不同波段间的相关性最高这一原则，逐一对上、下、左、右边界相应40行或列的所有单个像素计算红光波段和近红外波段相关系数绝对值，根据最大相关系数绝对值的位置，找出RGB图像和近红外波段图像各自的四边边界，并根据RGB图像和近红外波段图像各自的四边边界确定图像重叠区域。

3.根据权利要求1所述的植被长势监测方法，其特征在于，S3中，对该重叠区域图像色彩进行校正的方法，具体包括：校正红光波段并计算红光波段图像的反射率、校正近红外波段并计算近红外波段图像的反射率、及校正RGB图像中红、绿及蓝波段色彩；

其中，校正红光波段并计算红光波段图像的反射率的方法为：

从RGB图像的红光波段图像中读取十八度标准灰卡所有像素的平均值，设定为DN_g18，利用下式计算红光波段图像的反射率r_R：

式中，DN_R为红光波段各像素的数值；

其中，校正近红外波段并计算近红外波段图像的反射率的方法为：从近红外图像中读取十八度标准灰卡所有像素的平均值，设定为DN_g18，利用下式计算近红外波段图像的反射率r_NIR：

式中，DN_NIR为近红外波段各像素的数值。

其中，校正RGB图像中红、绿及蓝波段色彩的方法为：

红光波段：

绿光波段：

蓝光波段：

上式中，DN_g18R、DN_g18G、DN_g18B分别为十八度标准灰卡在R、G、B波段所有像素的平均值，DN_R0、DN_G0、DN_B0分别为RGB图像校正前红、绿、蓝波段的灰度值，N_R、DN_G、DN_B分别为RGB图像校正后红、绿、蓝波段的灰度值。

4.根据权利要求3所述的植被长势监测方法，其特征在于，S3中，归一化植被指数NDVI图像的计算方法如下：利用校正好的红光波段图像的反射率r_R和近红外波段图像的反射率r_NIR，计算获得重叠区域图像的归一化植被指数NDVI图像：

5.一种实现权利要求1-4任一项所述的植被长势监测方法的植被长势监测系统，其特征在于，所述系统包括：

放置在高位的组合摄像头，所述组合摄像头包括可见光监测摄像头和近红外摄像头；

十八度标准灰卡，安装在被监测区域的地面，所述十八度标准灰卡能被所述组合摄像头拍摄到，所述十八度标准灰卡提供RGB图像和近红外波段图像各波段进行校正的参照；

数据采集及传输装置，采集所述组合摄像头所拍摄的监测区域的RGB图像和近红外波段图像，并将采集的数据传输给远程监测计算机。

6.根据权利要求5所述的植被长势监测系统，其特征在于，还包括监测杆，用于将所述组合摄像头安装在高位；且所述监测杆上还设有太阳能电池组件，所述太阳能电池组件吸收太阳光能量并转化成电能，为所述组合摄像头及所述数据采集及传输装置供电。