[发明专利]一种农业节水灌溉系统及控制方法

说明书

本发明属于农业节水灌溉技术领域，公开了一种农业节水灌溉系统，所述农业节水灌溉系统包括：视频监控模块、水分检测模块、温度检测模块、主控模块、灌溉面积确定模块、需水量计算模块、抽水模块、喷洒模块、报警模块、显示模块。本发明通过需水量计算模块获取准确的最大土壤地表渗水速率、实际土壤地表渗水速率、一次灌溉需水量数据，进而确保农田灌溉活动正常进行；同时，通过灌溉面积确定模块建立了基于修正垂直干旱指数差异阈值的灌溉面积监测方法，利用卫星遥感手段和少量地面标定点实现了对实际灌溉面积的监测，提高灌溉水量核算精度，提高灌区管理水平及用水效率。

技术领域

本发明属于农业节水灌溉技术领域，尤其涉及一种农业节水灌溉系统及控制方法。

背景技术

灌溉为地补充作物所需水分的技术措施。为了保证作物正常生长，获取高产稳产，必须供给作物以充足的水分。在自然条件下，往往因降水量不足或分布的不均匀，不能满足作物对水分要求。因此，必须人为地进行灌溉，以补天然降雨之不足。灌溉，即用水浇地。灌溉原则是灌溉量、灌溉次数和时间要根据药用植物需水特性、生育阶段、气候、土壤条件而定，要适时、适量，合理灌溉。其种类主要有播种前灌水、催苗灌水、生长期灌水及冬季灌水等。然而，现有的节水灌溉不能准确获取土壤需水量；同时，不能准确获取灌溉面积，导致灌溉浪费水。

综上所述，现有技术存在的问题是：

现有的节水灌溉不能准确获取土壤需水量；同时，不能准确获取灌溉面积，导致灌溉浪费水。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种农业节水灌溉系统及控制方法。

本发明是这样实现的，一种农业节水灌溉系统的控制方法，所述农业节水灌溉系统的控制方法包括通过灌溉面积确定模块利用遥感设备采集灌溉前和灌溉后的遥感影像确定灌溉面积；具体有：

(1)根据灌溉时间，分别选取灌溉前和灌溉后的遥感影像，并对选取的遥感影像进行数据预处理；

(2)布设地面标定点，收集标定点是否灌溉的信息；

(3)利用预处理后的灌溉前和灌溉后的遥感影像，分别计算灌溉前和灌溉后的修正垂直干旱指数MPDI；

(4)计算灌域内灌溉前和灌溉后的MPDI差值，结合标定点是否灌溉的信息，确定MPDI差异阈值；

(5)根据所述MPDI差异阈值，提取MPDI差值大于MPDI差异阈值的面积为灌域的实际灌溉面积；

(6)利用空间分辨率在预设值以上的遥感影像，识别灌域的种植结构；

(7)利用种植结构识别结果影像和实际灌溉面积提取结果影像融合，分析得到分作物种类的实际灌溉面积。

进一步，所述农业节水灌溉系统的控制方法具体包括：

通过视频监控模块利用摄像头实时监控农田场景；

通过水分检测模块利用水分传感器实时检测土壤水分数据；

通过温度检测模块利用温度传感器实时检测农田环境温度数据；

主控模块通过灌溉面积确定模块利用遥感设备采集灌溉前和灌溉后的遥感影像确定灌溉面积；

通过需水量计算模块计算土壤需水量数据；

利用水泵抽取水源；

利用喷灌头向农田喷洒水；

通过报警模块利用报警器根据检测的异常水分、温度数据进行及时报警通知；通过显示模块利用显示器农业节水灌溉系统界面及采集的监控视频、水分、温度数据信息。

进一步，所述步骤(1)包括：