[发明专利]通过无人机影像进行植物数量统计方法及系统

权利要求书

1.一种通过无人机影像进行植物数量统计方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1、通过无人机采集监测目标区域的多光谱图像数据，所述多光谱图像数据包括可见光、不可见光波段；并经处理得到包含位置属性信息的完整影像；

S2、从完整影像中提取植物种植坑；

S3、从完整影像中提取目标植物信息；

S4、通过植物种植坑以及目标植物信息获得目标植物成活率及造林密度；

S5、重复执行步骤S1至S4直至达到预设次数，并以时间为X轴，以植物建康状况信息为Y轴，建立每株植物的生长曲线，完成对植物生长状况的长期监测；

所述步骤S2包括：

对步骤S1中完整影像进行图像识别获得完整影像中植物种植坑的区域，并根据植物成熟期的形态，将坑的面积进行扩展，并将完整影像对应图片转换为二值图像，在二值图像中1表示坑内区域，0表示坑外区域，同时提取出坑的经纬度坐标，为每一个坑建立矢量图形；坑的数量与种植总数相同。

2.如权利要求1所述的通过无人机影像进行植物数量统计方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

对于步骤S2中的二值图片，通过两两二值图片数据的乘积运算，过滤掉坑外部的数据，对坑内区域的数据进行处理，根据植物特定的光谱特征，进行波段组合及波段运算，生成一种或多种植被指数的影像数据，将植被指数的影像数据加入到二值图像中。

3.如权利要求2所述的通过无人机影像进行植物数量统计方法，其特征在于，

所述步骤S4中目标植物成活率及造林密度通过如下方式获得：

通过植被指数计算出植被的冠幅面积、种植年龄因素加权计算出每株植物的健康状况，形成目标植物的健康度模型，并将以上信息记录到加入了植被指数的影像数据的二值图像的矢量图层的属性表中；

根据步骤S1中坑的矢量图形，统计出种植区域的面积以及该种植区域内的植物总数，计算出该种植区域的造林密度；依据步骤S4中获取的加入了植被指数的影像数据的二值图像的矢量图层的属性表，获取当前阶段成活的植物数量，计算出该种植区域的目标植物成活率，计算公式如下：

成活率＝成活数量/坑总数

造林密度＝坑总数/种植面积。

4.如权利要求3所述的通过无人机影像进行植物数量统计方法，其特征在于，

所述步骤S5之后还包括：重复执行步骤S1至S4直至达到预设次数，并以时间为X轴，以植物建康状况信息为Y轴，建立每株植物的生长曲线，完成对植物生长状况的长期监测；

将多光谱图像数据、二值图像、坑和植物的矢量信息、目标植物成活信息通过WebGIS技术发布，并叠加到互联网地图中，形成植物生长监测体系以实时展示每一株植物的生长状况。

5.如权利要求1所述的通过无人机影像进行植物数量统计方法，其特征在于，

完整影像进行图像识别获得完整影像中坑的区域包括：

通过坑的物理结构特点和光谱反射特性，对坑进行初步提取，再通过提取出的坑对象的面积大小、形状、排列规律信息以排除被识别出来非坑的物体，得到最终的坑的信息；所述坑的物理结构特点和光谱反射特性包括：接近圆形，坑外围较亮，坑中心较暗。

6.如权利要求3所述的通过无人机影像进行植物数量统计方法，其特征在于，

所述通过植被指数计算出植被的冠幅面积、种植年龄因素加权计算出每株植物的健康状况，形成目标植物的健康度模型包括：

依据植物的光谱特性，通过植被指数反映出植物的生长状况；在二值图像中矢量图层的属性表中提取出目标植物的植被指数区域；

在每个植被指数区域进行植被指数统计，通过植被指数、冠幅面积、植株高度、种植年龄因素加权计算出每株植物的健康状况，形成目标植物的健康度模型。

7.一种通过无人机影像进行植物数量统计系统，其特征在于，其包括如下单元：

数据采集单元，用于通过无人机采集监测目标区域的多光谱图像数据，所述多光谱图像数据包括可见光、不可见光波段；并经处理得到包含位置属性信息的完整影像；

种植坑提取单元，用于从完整影像中提取植物种植坑；

植物信息提取单元，用于从完整影像中提取目标植物信息；

数据统计单元，用于通过植物种植坑以及目标植物信息获得目标植物成活率及造林密度；

监测单元，用于重复依次执行数据采集单元、种植坑提取单元、植物信息提取单元、数据统计单元的功能直至达到预设次数，并以时间为X轴，以植物建康状况信息为Y轴，建立每株植物的生长曲线，完成对植物生长状况的长期监测；

种植坑提取单元具体用于：对数据采集单元中完整影像进行图像识别获得完整影像中植物种植坑的区域，并根据植物成熟期的形态，将坑的面积进行扩展，并将完整影像对应图片转换为二值图像，在二值图像中1表示坑内区域，0表示坑外区域，同时提取出坑的经纬度坐标，为每一个坑建立矢量图形；坑的数量与种植总数相同。