一种户外监测红枣品质的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种户外监测红枣品质的方法及装置，以实现对地面上大规模红枣种植区域进行大范围精细化品质监测。包括：获取飞行器拍摄的包括至少两个光谱特征不同的红枣种植区域的第一光谱图像以及所述第一光谱图像对应的地面区域；通过近地面相机获取所述第一光谱图像对应的地面区域的第二光谱图像，所述第二光谱图像的分辨率高于所述第一光谱图像的分辨率；获取用于指示红枣品质的标准光谱图像模型，并将所述第二光谱图像与所述标准光谱图像模型匹配，确定所述第一光谱图像对应的地面区域的红枣品质。

A Method and Device for Outdoor Monitoring of Jujube Quality

The invention discloses an outdoor method and device for monitoring the quality of jujube, in order to realize large-scale fine quality monitoring of jujube planting areas on the ground. Including: acquiring the first spectral image of the jujube planting area with at least two different spectral characteristics and the ground area corresponding to the first spectral image; acquiring the second spectral image of the ground area corresponding to the first spectral image through the near-ground camera, and the resolution of the second spectral image. The resolution of the first spectral image is higher than that of the first spectral image; the standard spectral image model for indicating the quality of jujube is obtained, and the second spectral image is matched with the standard spectral image model to determine the quality of jujube in the ground area corresponding to the first spectral image.

【技术实现步骤摘要】
一种户外监测红枣品质的方法及装置
本专利技术涉及农产品品质监测
，尤其涉及一种户外监测红枣品质的方法及装置。
技术介绍
南疆独特的光热资源和地理优势造就了南疆红枣的独特品质，即红枣的糖分高，广泛受到人们的喜爱，红枣种植规模也在持续扩大，已超过1500万亩。迫切需要发展大面积快速品质监测技术。高分二号卫星等多光谱遥感卫星，在晴天光照条件较好的情况下，卫星影像的信噪比高，可以粗略分出地面枣树的光谱差异，但是光谱分辨率和空间分辨率仍然较低，无法进行大范围精细化红枣品质监测。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术实施例的目的是提供一种户外监测红枣品质的方法及装置，旨在通过地面的高光谱分辨率和高空间分辨率的相机以及使用光谱偏振态探测方法建立的红枣品质近地面模型，对大面积红枣种植区域进行大范围精细化红枣品质监测。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供以下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供了一种户外监测红枣品质的方法，包括：获取飞行器拍摄的包括至少两个光谱特征不同的红枣种植区域的第一光谱图像以及所述第一光谱图像对应的地面区域；通过近地面相机获取所述第一光谱图像对应的地面区域的第二光谱图像，所述第二光谱图像的分辨率高于所述第一光谱图像的分辨率；获取用于指示红枣品质的标准光谱图像模型，并将所述第二光谱图像与所述标准光谱图像模型匹配，确定所述第一光谱图像对应的地面区域的红枣品质。在本专利技术其它实施例中，所述标准光谱图像模型包括：第一标准光谱图像模型，所述第一标准光谱图像模型用于指示第一红枣品质；所述将所述第二光谱图像与所述标准光谱图像模型匹配，确定所述第一光谱图像对应的地面区域的红枣品质，包括：当所述第二光谱图像与所述第一标准光谱图像模型对应时，确定所述地面区域的红枣品质为所述第一红枣品质；或者，当所述第二光谱图像与所述第一标准光谱图像模型不对应时，确定所述地面区域的红枣品质为非第一红枣品质。在本专利技术其它实施例中，所述获取用于指示红枣品质的标准光谱图像模型，包括：获取红枣样品的近红外光谱；获取所述红枣样品的理化参数，所述红枣样品的理化参数用于指示所述红枣样品的品质；根据所述红枣样品的近红外光谱和所述红枣样品的理化参数确定所述标准光谱图像模型。在本专利技术其它实施例中，所述获取用于指示红枣品质的标准光谱图像模型，包括：获取红枣样品的第一可见光光谱；根据所述红枣样品的第一可见光光谱确定所述标准光谱图像模型。在本专利技术其它实施例中，所述获取红枣样品的第一可见光光谱，包括：通过标定板获取两个不同位置的所述红枣样品的可见光光谱；根据预设规则从两个可见光光谱中确定所述红枣样品的第一可见光光谱，所述预设规则为确定所述两个可见光光谱中纹理特征最佳的可见光光谱。第二方面，本专利技术实施例提供了一种户外监测红枣品质的装置，所述装置包括：第一获取模块、第二获取模块和处理模块；所述第一获取模块，被配置为获取飞行器拍摄的包括至少两个光谱特征不同的红枣种植区域的第一光谱图像以及所述第一光谱图像对应的地面区域；所述第二获取模块，被配置为通过近地面相机获取所述第一光谱图像对应的地面区域的第二光谱图像，所述第二光谱图像的分辨率高于所述第一光谱图像的分辨率；所述处理模块，被配置为获取用于指示红枣品质的标准光谱图像模型，并将所述第二光谱图像与所述标准光谱图像模型匹配，确定所述第一光谱图像对应的地面区域的红枣品质。在本专利技术其它实施例中，所述标准光谱图像模型包括：第一标准光谱图像模型，所述第一标准光谱图像模型用于指示第一红枣品质；所述处理模块，被配置为当所述第二光谱图像与所述第一标准光谱图像模型对应时，确定所述地面区域的红枣品质为所述第一红枣品质；或者，当所述第二光谱图像与所述第一标准光谱图像模型不对应时，确定所述地面区域的红枣品质为非第一红枣品质。在本专利技术其它实施例中，所述处理模块，被配置为获取红枣样品的近红外光谱；获取所述红枣样品的理化参数，所述红枣样品的理化参数用于指示所述红枣样品的品质；根据所述红枣样品的近红外光谱和所述红枣样品的理化参数确定所述标准光谱图像模型。在本专利技术其它实施例中，所述处理模块，被配置为获取红枣样品的第一可见光光谱；根据所述红枣样品的第一可见光光谱确定所述标准光谱图像模型。在本专利技术其它实施例中，所述处理模块，被配置为通过标定板获取两个不同位置的所述红枣样品的可见光光谱；根据预设规则从两个可见光光谱中确定所述红枣样品的第一可见光光谱，所述预设规则为确定所述两个可见光光谱中纹理特征最佳的可见光光谱。本专利技术实施例所提供的户外监测红枣品质的方法及装置，该方法通过获取飞行器拍摄的第一光谱图像，快速确定地面有明显差异的红枣区域，通过高光谱相机获取红枣模型的多个高光谱图像，对该多个高光谱图像进行标定，获得多个红枣品质模型，再通过高光谱分辨率和空间分辨率的相机获取该区域的图像，将获取的图像与预先标定的红枣品质模型进行对比，得到该区域的高光谱分辨率和高空间分辨率的红枣品质分布图，实现大范围精细化红枣品质监测。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例中的户外监测红枣品质的方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例中的获取标准光谱模型中近红外光谱模型的流程示意图；图3为本专利技术实施例中的红枣样品的结构示意图；图4为本专利技术实施例中的获取标准光谱模型中可见光谱模型的流程示意图；图5为本专利技术实施例中的获取红枣样品的第一可见光光谱的流程示意图；图6为本专利技术实施例中的圆偏振镜旋转90度的特征波段差异的图谱；图7为本专利技术实施例中的户外监测红枣品质的设备的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其它的实施例。第一方面，本专利技术实施例提供一种户外监测红枣品质的方法，参见图1所示，该方法包括：S100：获取飞行器拍摄的包括至少两个光谱特征不同的红枣种植区域的第一光谱图像以及第一光谱图像对应的地面区域。具体来说，上述飞行器为具有快速大面积拍摄功能的飞行器，该飞行器可以是高分二号卫星，也可以是无人机航拍相机。上述地面区域可以是一颗枣树，也可以是几颗枣树构成的一片区域，也可以是一个枣园，也可以是多个枣园构成的区域。在实际应用中，获取高分二号卫星拍摄的第一光谱图像的方式为购买某一时段某一区域的卫星影像，从购买的卫星影像中确定该第一光谱图像，获取高分二号卫星拍摄的第一光谱图像的区域为南疆所有种植红枣的区域，获取高分二号卫星拍摄的第一光谱图像的时间为南疆红枣的白熟期、脆熟期和完熟期，即5-7月和11月。具体的，由于高分二号卫星具有四个通道，即三个可见光波段和一个近红外波段，并且农作物近红外波段的反射率较高，所以选择该近红外波段做假彩色合成，以便于在卫星影像中找到光谱特征不同的区域，进而确定第一光谱图像，使监测者更容易找出地面上有差异的红枣区域，对地面上有差异的红枣区域的红枣品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种户外监测红枣品质的方法，其特征在于，包括：获取飞行器拍摄的包括至少两个光谱特征不同的红枣种植区域的第一光谱图像以及所述第一光谱图像对应的地面区域；通过近地面相机获取所述第一光谱图像对应的地面区域的第二光谱图像，所述第二光谱图像的分辨率高于所述第一光谱图像的分辨率；获取用于指示红枣品质的标准光谱图像模型，并将所述第二光谱图像与所述标准光谱图像模型匹配，确定所述第一光谱图像对应的地面区域的红枣品质。

【技术特征摘要】
1.一种户外监测红枣品质的方法，其特征在于，包括：获取飞行器拍摄的包括至少两个光谱特征不同的红枣种植区域的第一光谱图像以及所述第一光谱图像对应的地面区域；通过近地面相机获取所述第一光谱图像对应的地面区域的第二光谱图像，所述第二光谱图像的分辨率高于所述第一光谱图像的分辨率；获取用于指示红枣品质的标准光谱图像模型，并将所述第二光谱图像与所述标准光谱图像模型匹配，确定所述第一光谱图像对应的地面区域的红枣品质。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准光谱图像模型包括：第一标准光谱图像模型，所述第一标准光谱图像模型用于指示第一红枣品质；所述将所述第二光谱图像与所述标准光谱图像模型匹配，确定所述第一光谱图像对应的地面区域的红枣品质，包括：当所述第二光谱图像与所述第一标准光谱图像模型对应时，确定所述地面区域的红枣品质为所述第一红枣品质；或者，当所述第二光谱图像与所述第一标准光谱图像模型不对应时，确定所述地面区域的红枣品质为非第一红枣品质。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取用于指示红枣品质的标准光谱图像模型，包括：获取红枣样品的近红外光谱；获取所述红枣样品的理化参数，所述红枣样品的理化参数用于指示所述红枣样品的品质；根据所述红枣样品的近红外光谱和所述红枣样品的理化参数确定所述标准光谱图像模型。4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述获取用于指示红枣品质的标准光谱图像模型，包括：获取红枣样品的第一可见光光谱；根据所述红枣样品的第一可见光光谱确定所述标准光谱图像模型。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取红枣样品的第一可见光光谱，包括：通过标定板获取两个不同位置的所述红枣样品的可见光光谱；根据预设规则从两个可见光光谱中确定所述红枣样品的第一可见光光谱，所述预设规则为确定所述两个可见光光谱中纹理特征最...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗华平，郭玲，柴学平，
申请(专利权)人：塔里木大学，
类型：发明
国别省市：新疆,65