一种评估作物物候期的方法及装置与流程

本发明涉及物候观测，尤其涉及一种评估作物物候期的方法和装置。

背景技术：

1、物候指自然环境中植物、动物生命活动的季节现象和在一年中特定时间出现的某些气象、水文现象。对物候现象按统一的规则进行观察和记载，就是物候观测。物候现象是生物节律与环境条件的综合反映。物候观测是生态气象业务、服务和科研的基础，是气候多圈层生态气象业务观测体系的重要组成部分。

2、目前欧美日已建成广泛分布的物候观测业务网。多国除保留和发展人工物候观测网外，相继建立了以自动化为特点的物候相机观测网，用于研究植物物候、生态系统与气候变化及碳循环等问题。日本自2005年启动“物候眼网络”建设，目前已建成36个观测站，用于长期自动观测植被物候、植被光学特性和大气光学特性。这些成熟的物候及物候相机监测网，以植被光合作用、叶面积指数、植被指数变化及植被物候为主要监测目标，综合采用人工观测、无人机遥感、通量观测、数字相机、卫星遥感和模式模拟等多种手段，对物候与生态系统、气候变化之间的关系进行了广泛的研究和应用。

3、中国气象局农业气象观测网和中国科学院地理科学与资源研究所中国物候观测网分别开展了几十年的物候观测，取得了较大量的观测资料，但是这些观测主要以目视、耳听、样方等人工手段为主。随着传感器、通信网络、人工智能、边缘计算等的发展，我国物候观测方式由人工观测开始向自动观测转变。尽管我国气象卫星陆地产品包括了植被指数、覆盖度、叶面积指数、土壤水分等多种生态要素的监测，但一直缺少卫星监测生态要素的地面验证观测。

技术实现思路

1、本发明公开了一种评估作物物候期的方法及装置，旨在解决现有技术中存在的技术问题。本发明采用下述技术方案：

2、第一方面，本发明实施例提供了一种评估作物物候期的方法，包括：

3、获取目标作物在预设时间段内的多张原始图像；

4、基于质控规则，剔除不合格的所述原始图像，得到目标图像；

5、根据标定土壤的色度特征值，对所述目标图像中的土壤部分进行分割，得到作物部分；

6、基于所述目标图像中作物部分的色度特征及长势特征，确定所述目标作物的当前评估系数；

7、根据所述当前评估系数与上一生长年份相近时期的评估系数的绝对变化量，确定所述目标作物所处的物候期。

8、第二方面，本发明实施例还提供了一种评估作物物候期的装置，包括：

9、图像获取模块，用于获取目标作物在预设时间段内的多张原始图像；

10、质控模块，用于基于质控规则，剔除不合格的所述原始图像，得到目标图像；

11、土壤分割模块，用于根据标定土壤的色度特征值，对所述目标图像中的土壤部分进行分割，得到作物部分；

12、评估系数计算模块，用于基于所述目标图像中作物部分的色度特征及长势特征，确定所述目标作物的当前评估系数；

13、物候期确定模块，用于根据所述当前评估系数与上一生长年份相近时期的评估系数的绝对变化量，确定所述目标作物所处的物候期。

14、第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：

15、一个或多个处理器；

16、图像传感器，用于获取原始图像；

17、存储器，用于存储一个或多个程序，以及原始图像；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的评估作物物候期的方法。

18、第四方面，本发明实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有评估作物物候期的程序，所述程序被处理器执行时，能够实现如上所述的评估作物物候期的方法。

19、与现有技术相比，上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：

20、本发明主要提供了一种评估作物物候期的方法，通过物候自动观测仪对目标作物进行定期拍照，并利用图像分析算法自动计算评估系数，无需手动观测和记录，减少了人工干预，自动化程度更高，相较于传统的肉眼观测方式，可以排除观测者的主观因素影响，基于图像分析的客观计算结果能够更加准确反映目标作物生长真实状况，同时通过增加标定土壤、计算并对比时间区间内的评估系数等步骤，也提高了结果的客观性和可靠性。

21、在现有的一些方案中，常运用神经网络模型来对作物的物候期进行识别和确定，本发明相较于现有技术，无需搭建复杂的深度神经网络模型并进行大量数据训练，降低了算法复杂度和计算开销，此外，神经网络模型存在过度拟合训练数据的风险，且模型识别结果可能会受到训练数据偏差的影响，而本发明的技术方案则完全基于图像数据的客观分析计算，避免了这些潜在问题。

技术特征：

1.一种评估作物物候期的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取目标作物在预设时间段内的多张原始图像的步骤中，具体包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基于质控规则，剔除不合格的所述原始图像，得到目标图像的步骤中，具体包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据标定土壤的色度特征值，对所述目标图像中的土壤部分进行分割，得到作物部分的步骤之前，还包括土壤标定的步骤，具体为：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述绝对绿度指数的计算公式为：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述根据标定土壤的色度特征值，对所述目标图像中的土壤部分进行分割，得到作物部分的步骤中，具体包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基于所述目标图像中作物部分的色度特征及长势特征，确定所述目标作物的当前评估系数的步骤中，所述当前评估系数的计算公式为：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述根据所述当前评估系数与上一生长年份相近时期的评估系数的绝对变化量，确定所述目标作物所处的物候期的步骤中，具体包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述参考时间区间为该时间点前后各15天的时间段。

10.一种评估作物物候期的装置，其特征在于，包括：

11.一种电子设备，其特征在于，包括：

12.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有评估作物物候期程序，所述程序被处理器执行时，能够实现如权利要求1-9任一项所述的评估作物物候期的方法。

技术总结本发明涉及一种评估作物物候期的方法及装置，该方法包括：获取目标作物在预设时间段内的多张原始图像；基于质控规则，剔除不合格的所述原始图像，得到目标图像；根据标定土壤的色度特征值，对所述目标图像中的土壤部分进行分割，得到作物部分；基于所述目标图像中作物部分的色度特征及长势特征，确定所述目标作物的当前评估系数；根据所述当前评估系数与上一生长年份相近时期的评估系数的绝对变化量，确定所述目标作物所处的物候期。本发明无需手动观测和记录，基于图像分析的客观计算结果能够更加准确反映目标作物生长真实状况，同时通过增加标定土壤、计算并对比时间区间内的评估系数等步骤，进一步提高了结果的客观性和可靠性。技术研发人员：巩娜,李仁鑫,刘银锋,任杰,吴群,张润森,李盼盼,杨宝刚,冯兆飞受保护的技术使用者：北京华云东方探测技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27