[发明专利]一种小麦条锈病演化规律可视化表现方法

摘要

本发明公开一种小麦条锈病演化规律可视化表现方法，其特征是包括监测区域划分；采集小麦叶片图像，分离及处理具有条锈病特征的图片，计算病害程度；建立三层数学模型，分别展示小麦条锈病在叶片、植株和区域中的病害分布情况、受害程度以及病害演化规律；设计窗口展示条锈病病斑图像、原始条锈病叶片图像、三层病害程度螺旋线模型、病害分布投影图形和病害发展的拼接图像，实现小麦条锈病演化规律可视化。本发明从三个尺度空间展示小麦条锈病发生、发展过程，对小麦条锈病的研究、预防和识别具有重要意义。

主权项

1.一种小麦条锈病演化规律可视化表现方法，其特征按如下步骤进行：步骤1：按如下过程进行区域划分：步骤1.1：将被监测区域划分为各子区域，构成被监测区域的子区域集合Q表征为：Q＝{Qi}，i＝1,2,3,…,m，区域Qi是指第i个子区域，m为子区域的总数；步骤1.2：针对每个子区域中的所有小麦进行编号，区域Qi内的小麦植株集合Pi表征为：Pi＝{Pi,j}，j＝1,2,3,…,n；小麦植株Pi,j是指区域Qi内的第j株小麦，n为区域Qi内的小麦植株总数；步骤1.3：针对每株小麦中的所有叶片进行编号，小麦植株Pi,j中的叶片集合Li，j表征为：Li,j＝{Li,j,k}，k＝1,2,3,…,s；叶片Li,j,k是指小麦植株Pi,j中的第k个叶片，s为小麦植株Pi,j中的叶片总数；步骤2：按如下过程采集获得已发生条锈病的小麦叶片图像：采集获得t时刻的小麦叶片Li,j,k的图像T1，判断图像T1是否具有条锈病特征；若所述图像T1具有条锈病特征，将t时刻关于小麦叶片Li,j,k的条锈病标记符号Si,j,k,t置为1；针对所述图像T1，计算获得叶片病斑面积A1和叶片面积A2，所述面积单位为px；将所述图像T1保存在存储区M1i,j,k,t中；对所述图像T1进行处理获得图像T2，所述处理是指去除复杂背景，只保留条锈病病斑，将所述图像T2保存在存储区M2i,j,k,t中，随后进入步骤3；若所述图像T1中不具有条锈病特征，将t时刻关于小麦叶片Li,j,k条锈病标记符号Si,j,k,t置为0，随后进入步骤3；步骤3：按如下过程在叶部、植株和子区域三个尺度下分别统计小麦条锈病受害程度：步骤3.1：由式(1)计算获得小麦叶片Li,j,k的叶部相对病害程度R1i,j,k,t：步骤3.2：由式(2)计算获得小麦植株Pi,j的植株相对病害程度R2i,j,t：式(2)中N为小麦植株P_i,j中的具有条锈病特征叶片的个数，步骤3.3：由式(3)计算获得区域Qi中的区域相对病害程度R3i,t步骤4：按如下步骤将叶部相对病害程度、植株相对病害程度以及区域相对病害程度分别作为式(4)所表征的三维螺旋线数学模型中的参数建立三层模型：式(4)中ρ为常数，F(t)为病害程度变量，G(t)是位置变量，H(t)是时间变量；所述三层模型分别是：利用叶片集合Li,j建立第一层模型；所述第一层模型为叶部模型，用于展示小麦条锈病在叶部尺度上的病斑发生规律，以及集合Li,j内具有条锈病特征的叶片的分布规律；利用小麦植株集合Pi建立第二层模型；所述第二层模型为植株模型，用于展示小麦条锈病在植株尺度上的病害程度变化规律，以及在集合Pi内具有条锈病叶片的植株的分布规律；利用子区域集合Q建立第三层模型；所述第三层模型为区域模型，用于展示小麦条锈病在区域范围内病害的发展规律，以及在集合Q内各子区域病害程度的分布规律。