[发明专利]面向棉花靶向施肥的植株长势检测与诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业生产和检测领域，尤其涉及棉花植株的长势检测与诊断方法，便于向棉花靶向施肥。

背景技术

目前，农作物植株生长状态监测手段主要有卫星遥感监测和人为实地观察监测。例如专利申请号为201310576604.6、名称为“冬小麦扬花期赤霉病遥感监测方法”的文献中公开的遥感监测方法，是凭借冬小麦扬花期的两种卫星遥感植被指数和麦田日均气温数据对冬小麦扬花期赤霉病发生情况进行监测。但是该方法主要由卫星遥感监测，卫星、航空遥感技术受重访周期长、影像空间分辨率低、起飞条件要求高以及花费昂贵等因素制约，难以推广。而人为观察监测的效率较低、监测范围和样本量有限，导致结果误差大。

棉花是种植生产中产业链最长的大田农作物，是必不缺少的生活必需品原料，是仅次于粮食的第二大宗农作和生产的主要原料，在农业经济中占有重要地位。然而，棉花植株会因为土地的贫瘠造成不同区域的长势不同。棉花种植与一般农作物种植管理有着较大的差异，在棉花开花结果之前，不仅仅需要对发育不良的棉花植株采取增肥措施，也要对发育超常的植株采取抑制措施，最终保证棉花产量。为了保证棉花产量，在棉株生长过程中需要消灭大小苗。另外，在棉花植株结铃之前，需要保证棉花植株长势稳定和植株叶在合理范围，保证阳光的透光率，防止棉铃腐烂。因此，在棉株生长过程中监测棉株的长势非常重要，对小苗使用偏心肥，对大苗和绿叶茂盛的棉花植株喷洒抑制剂。目前，棉花种植主要采取人为观察方法，但是人为观察方法主要适合于小面积种植且判断误差较大，而遥感方法又难以推广。

发明内容

本发明的目的是解决现有棉花植株长势检测方法存在的问题，提出一种借助于无人机进行棉花种植区域信息采样、适合于大面积监控棉花植株长势的面向棉花靶向施肥的植株长势检测与诊断方法，以确保棉花植株长势均匀一致，避免长势太茂盛和太弱小都影响棉花结果的问题。

本发明面向棉花靶向施肥的植株长势检测与诊断方法采用的技术方案是包括以下步骤：

A、在棉花开花结果前，测量棉花种植区域四边界线的GPS坐标值，规划搭载有图像采集设备和超声波测距设备的无人机飞行的采集路线、悬停拍摄点的GPS坐标值和飞行平面距离地面的距离S，

B、图像采集设备在各个悬停拍摄点拍摄棉株图片，超声波测距设备测量棉株顶部距离飞行平面的距离S₁；将棉株图片及对应的GPS坐标值、距离S₁及对应的GPS坐标值和距离S都传入至计算机中；

C、计算机通过公式计算出棉株的高度H；对棉株图片进行二值化处理，将图片均匀化分割为m份小区域，计算出每份小区域的像素总数值、占空比和透光率， l为像素点数量，为第i个像素点的数值；

D、将棉株的高度H与计算机中预设的高度上限值H₂和高度下限值H₁比较，当H> H₂时，表示棉株高度较高，长势较强；当H₁≥H≥H₂时，表示棉株长势合理；当H< H₁时，表示棉株高度较矮，长势较弱；将棉株的透光率与预设的透光率上限值σ₂和透光率下限值σ₁比较，当σ<σ₁时，表示棉株的透光率较低，长势较强；当σ₁≤σ≤σ₂时，表示棉株长势合理；当σ>σ₂时，表示棉株透光率较大，长势较弱。

本发明与已有方法和技术相比，具有如下优点：