[发明专利]保护性耕作玉米冠层BRDF模型构建方法及装置

权利要求书

1.一种保护性耕作玉米冠层BRDF模型构建方法，其特征在于，包括：

根据保护性耕作模式下的玉米植株三维点云信息和玉米植株彩色图片，构建保护性耕作模式下的群体玉米植株三维模型；

根据预设叶片理化性状参数和预设叶片结构信息，建立玉米叶片辐射传输的参数；

基于所述群体玉米植株三维模型和所述玉米叶片辐射传输的参数，建立保护性耕作玉米冠层双向反射分布函数(Bidirectional Reflectance Distribution Function；BRDF)模型。

2.根据权利要求1所述保护性耕作玉米冠层BRDF模型构建方法，其特征在于，所述根据保护性耕作模式下的玉米植株三维点云信息和玉米植株彩色图片，构建保护性耕作模式下的群体玉米植株三维模型的步骤，具体包括：

通过各个地基激光雷达扫描仪获取不同宽窄行保护性耕作模式下的多个离散玉米植株三维点云，并根据各个地基激光雷达扫描仪的卫星定位信息，对多个离散玉米植株三维点云进行点云拼接，得到玉米植株三维点云信息；

将所述三维植株三维点云信息和所述玉米植株彩色图片进行融合，得到三维植株彩色点云；

根据所述三维植株彩色点云构建保护性耕作模式下的群体玉米植株三维模型。

3.根据权利要求2所述保护性耕作玉米冠层BRDF模型构建方法，其特征在于，所述根据所述三维植株彩色点云构建保护性耕作模式下的群体玉米植株三维模型的步骤，具体包括：

对所述三维植株彩色点云通过点云密度进行去燥处理，并根据点云颜色区分地面点云和非地面点云；

利用法线差分法(Difference Of Normal；DON)对所述非地面点云进行分离，得到玉米叶片回波点云和茎秆回波点云；

基于所述玉米叶片回波点云和茎秆回波点云，利用贪婪曲面三角剖分法进行玉米叶片和茎秆的三维建模，并利用B样条曲线拟合方法进行曲面平滑，得到保护性耕作模式下的群体玉米植株三维模型。

4.根据权利要求1所述保护性耕作玉米冠层BRDF模型构建方法，其特征在于，所述预设叶片理化性状参数和预设叶片结构信息包括：花青素含量、叶肉结构参数、叶绿素的含量、胡萝卜素的含量、棕色素含量、等效水厚度和比叶重。

5.根据权利要求4所述保护性耕作玉米冠层BRDF模型构建方法，其特征在于，所述根据预设叶片理化性状参数和预设叶片结构信息，建立玉米叶片辐射传输的参数的步骤，具体包括：

将各个预设叶片理化性状参数和预设叶片结构信息输入预设叶片反射率模型，得到各个玉米叶片的反射率和透射率；

根据各个玉米叶片的反射率和透射率建立玉米叶片辐射传输的参数。

6.根据权利要求1所述保护性耕作玉米冠层BRDF模型构建方法，其特征在于，所述基于所述群体玉米植株三维模型和所述玉米叶片辐射传输的参数，建立保护性耕作玉米冠层BRDF模型的步骤，具体包括：

基于所述群体玉米植株三维模型和所述玉米叶片辐射传输的参数，利用离散各向异性辐射传输(Discrete Anisotropic Radiative Transfer；DART)模型，模拟在不同宽窄行种植模式下、不同观测角度上的玉米冠层光谱反射率，以建立保护性耕作玉米冠层BRDF模型。

7.一种保护性耕作玉米冠层BRDF模型构建装置，其特征在于，包括：

模型构建模块，用于根据保护性耕作模式下的玉米植株三维点云信息和玉米植株彩色图片，构建保护性耕作模式下的群体玉米植株三维模型；

参数构建模块，用于根据预设叶片理化性状参数和预设叶片结构信息，建立玉米叶片辐射传输的参数；

模型建立模块，用于基于所述群体玉米植株三维模型和所述玉米叶片辐射传输的参数，建立保护性耕作玉米冠层双向反射分布函数(Bidirectional ReflectanceDistribution Function；BRDF)模型。