[发明专利]一种基于无人机成像的大型灌区旱作物灌水质量评价方法

权利要求书

1.一种基于无人机成像的大型灌区旱作物灌水质量评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)采用无人机监测灌区大范围内不同田块作物灌溉前后的水分状况，根据作物水分状况与土壤水分含量θ，单位％，来估算土壤灌溉前的土壤水分含量θ_前和灌溉后的土壤水分含量θ_后值；所述灌区大范围内不同田块作物灌溉前后水分状况采用作物水分亏缺指数CWSI来表征，具体采用作物冠层温度分布，并结合充分蒸发面的参考温度和空气温度计算；所述作物水分亏缺指数CWSI计算公式为：

CWSI＝(TC-TW)/(TD-TW)

式中，TC为冠层温度，单位为℃；TW为地面充分蒸发参考面温度，单位为℃；TD为作物气孔完全关闭时的叶片温度，TD＝TA+5，单位为℃，TA为田间空气温度，单位为℃，5是建立叶片温度和空气温度的经验常数；所述作物冠层温度TC借助固定在无人机云台上的红外热成像仪对灌区大范围内作物红外图像进行采集，通过地面数据处理系统对接收到的红外图像及其定位信息进行配准、拼接和再分割处理而获得；所述地面充分蒸发参考面温度TW借助田间铺设辅助装置获得；所述田间铺设辅助装置，包括田间空气温度传感器，该田间空气温度传感器按照气象观测规范放置，作物气孔完全关闭时的叶片温度通过空气温度传感器获得的空气温度数据求得；

所述田间铺设辅助装置还包括地面充分蒸发参考面，该地面充分蒸发参考面高于冠层高度2～3cm，且数量不少于一个，均匀布置在监测区域的农田内部，在采集的田间红外热图像中形成不少于一个充分蒸发参考点；(2)根据灌溉前后土壤水分含量差值计算净灌水深度h，得到灌区h的空间分布特征；所述净灌水深度h＝H*(θ_后-θ_前)，式中，H为田间计划湿润层深度，单位为mm；

(3)评价灌区灌水均匀性与作物需水满足程度，为灌溉效果评价与科学管理提供决策依据；

所述灌水前后的土壤水分含量分布根据无人机监测的作物水分状况，采用作物水分亏缺指数CWSI与土壤水分含量θ的定量关系CWSI＝a*θ+b确定，式中，a和b在不同作物类型、不同需水敏感期有所差异。