[发明专利]一种农业生态信息监测方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及农业生态信息监测、分析、预计方法，特别涉及基于双目视觉的植被高度检测系统及检测方法。

背景技术

植物受到光照、降雨、降雪及温度等气象条件的影响下，其生长速度、植株茂密程度及植物的覆盖程度都会相应变化，研究这些常规气象条件对特定范围内特定植物的影响，对植物生长的监测、预警具有重大意义。

发明内容

（一）发明目的：为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种可监控植物生长过程中受气候调节影响程度的方案，并通过气象台气象数据对特定区域的植物生长做出预警。

（二）技术方案：为了解决上述技术问题，本技术方案提供一种农业生态信息监测方法，包括如下步骤：

S1：构建生态信息数据处理平台，包括生态信息服务器、气象台及双目式图像采集平台；

S2：生态信息服务器下载行政区域的DEM数据，构建行政区域的三维地理模型；

S3：生态信息服务器将气象台的坐标信息载入至三维地理模型中；

S4：双目式图像采集平台将数字图像发送至生态信息服务器，生态信息服务器根据双目标定法对数字图像数据进行校正并获得植物的三维植物模型；

S5：生态信息服务器根据三维地理模型中的地理数据获取三维植物模型的植株高度信息、植株密度信息及植物覆盖度信息，生态信息服务器根据三维植物模型随时间的变化得到植物的生长变化信息。

优选的，气象台用于采集目标区域内的气象数据并将气象数据发送至生态信息服务器，双目式图像采集平台用于采集目标区域内植物的数字图像数据并将数字图像数据发送至生态信息服务器，生态信息服务器用于汇总、存储和分析气象数据，生态信息服务器用于汇总、存储和分析数字图像数据，生态信息服务器用于分析气象数据对植物生长变化的影响。

优选的，双目式图像采集平台包括两台CCD相机、相机支架、支架导轨、步进电机、方位调整台、数据发送单元、GPS定位单元和测距遥感单元；

两台CCD相机与相机支架连接，相机支架安装在支架导轨上并沿支架导轨平移/固定，相机支架与步进电机连接，步进电机控制相机支架每次位移相等的距离，支架导轨设置在方位调整台表面；

方位调整台与相机支架调整CCD相机的垂直度，两台CCD相机安装高度相同，两台CCD相机的安装间距为1-5cm，两台CCD相机的初始状态相同；

GPS定位单元通过卫星获取CCD相机的位置信息，该位置信息用于将CCD采集的数字图像数据匹配至三维地理模型中；

测距遥感单元通过遥感雷达获取目标植物与CCD相机的水平距离；

数据发送单元将双目式图像采集平台的数据发送至生态信息服务器。

优选的，行政区域的三维地理模型的构建方法包括：

S201：选定目标区域并下载目标区域内的DEM高程数据；

S202：通过Global mapper系统将DEM高程数据转化为UTM数据；

S203：通过3DMAX系统将DEM的UTM数据保存为OBJ格式；

S204：通过3DMAX系统生成目标区域的三维地理模型。

优选的，气象台采集的气象数据包括：降雨量、降雨时长、降雪量、化雪时长、辐照强度、辐照时长、风速、地表温度、冻土时长。

优选的，双目标定法包括如下步骤：

S401：对同时拍摄的一组数字图像进行校正，消除透视光学畸变影响；

S402：对消除光学畸变影响的一组数字图像进行平面重投影，使其落在公共平面上；

S403：将投影的数字图像与两个摄像机进行水平对准处理；

S404：将处理后的一组数字图像进行立体图像匹配；

S405：将匹配的立体图像进行三维重建，还原植物的三维坐标，得到植物的植株高度信息、植株密度信息及植物覆盖度信息。

一种农业生态信息监测系统，包括生态信息服务器、气象台及双目式图像采集平台；

气象台用于采集目标区域内的气象数据并将气象数据发送至生态信息服务器，双目式图像采集平台用于采集目标区域内植物的数字图像数据并将数字图像数据发送至生态信息服务器，生态信息服务器用于汇总、存储和分析气象数据，生态信息服务器用于汇总、存储和分析数字图像数据，生态信息服务器用于分析气象数据对植物生长变化的影响。

优选的，双目式图像采集平台包括：两台CCD相机、相机支架、支架导轨、步进电机、方位调整台、数据发送单元、GPS定位单元和测距遥感单元；