[发明专利]春茶低温霜冻监测及灾害预警方法

权利要求书

1.春茶低温霜冻监测及灾害预防方法，其特征在于，包括步骤：

S1、获取茶园中分布的采样点处的地表温度、空气湿度和空气温度；

S2、根据地表温度、空气湿度和空气温度，计算每个采样点处的冠层温度；

S3、将茶园进行网格化，基于每个采样点的冠层温度，采用反距离加权插值算法获得每个网格点的冠层温度；

S4、计算所有冠层温度的温度均值，并判断温度均值是否大于预设均值，若是，则预设时长后返回步骤S1，否则进入步骤S5；

S5、根据多个连续的温度均值，计算温度降速v：

其中，TP_i和TP_i-1分别为第i时刻和第i-1时刻的温度均值；N为连续的温度均值的总个数；

S6、判断温度降速是否小于预设阈值，若是，则启动迎风面、低洼地和丘陵顶的覆膜装置进行覆膜操作及启动防霜冻风扇；否则进入步骤S7；

S7、启动迎风面、低洼地和丘陵顶的覆膜装置进行覆膜操作及启动防霜冻风扇，并切换滴灌管进口端连通热风供暖系统，向茶园地表通入热风。

2.根据权利要求1所述的春茶低温霜冻监测及灾害预防方法，其特征在于，采用反距离加权插值算法获得每个网格点的冠层温度的方法包括：

S31、获取茶园的平面图及平面图上每个采样点和每个网格中心点处的待预测点的位置坐标；

S32、获取每个网格的尺寸，采用完全容纳于网格内、且具有最大面积的圆的半径作为邻域半径；

S33、计算每个待预测点与所有采样点的距离，选取最小距离对应的待预测点作为初始待预测点；

S34、判断初始待预测点以邻域半径形成的圆内的所有采样点i是否小于预设数量，若是，则进入步骤S36，否则进入步骤S35；

S35、采用距离初始待预测点最近的预设数量个采样点i，计算初始待预测点的冠层温度，之后进入步骤S37；

S36、采用初始待预测点以邻域半径形成的圆内的所有采样点i，计算初始待预测点的冠层温度，之后进入步骤S37；

S37、判断所有的待预测点的冠层温度是否均已获得，若是，终止计算，否则更新初始待预测点为采样点，并返回步骤S33；

步骤S35和S36中计算初始待预测点的冠层温度的公式为：

其中，d_ij为初始待预测点j与采样点i的欧式距离；t_i为采样点i的冠层温度；n为预设数量；ρ为距离的幂值。

3.根据权利要求1所述的春茶低温霜冻监测及灾害预防方法，其特征在于，所述冠层温度的计算公式为：

其中，t_i为采样点i的冠层温度；R_冠为冠层净辐射量；α为冠层的反照率；A_b为地面吸收率；σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常熟；T_地为地表温度；S_茶为茶树的覆盖面积；S₀为茶园的总面积；Δ为饱和水汽压；γ为干湿计常数；S为太阳辐射量；f为平均叶面积密度。

4.根据权利要求2所述的春茶低温霜冻监测及灾害预警方法，其特征在于，所述饱和水汽压的计算公式为：

其中，T为空气温度。

5.根据权利要求3所述的春茶低温霜冻监测及灾害预警方法，其特征在于，所述茶树的覆盖面积的获取方法包括：

A1、每年茶叶生长最旺盛时期，采用无人机搭载高清相机按预设运动轨迹采集茶园的高清图像；

A2、对采集的图像进行拼接，之后对拼接后的全域茶园图像进行预处理去除噪声；

A3、采用RGB先验阈值分割法对全域茶园图像进行初分割，保留作物主体和杂草，去除土地背景，再通过HSI阈值分割法保留绿色植物的边缘；

A4、采用opencv模块对保留绿色植物的边缘的图像进行轮廓检测，计算各轮廓内茶树面积；

A5、累加所有茶树面积，得到茶园的总面积。