1.一種基于無人機(jī)的水稻成熟期草谷比采樣與檢測方法,其特征在于包括如下步驟:
(1)根據(jù)待測水稻田塊的面積和無人機(jī)的飛行續(xù)航時間,確定無人機(jī)的飛行區(qū)域,并對無人機(jī)的航線進(jìn)行設(shè)定;所述飛行區(qū)域覆蓋待測水稻田塊;
(2)按照步驟(1)中設(shè)定的航線利用無人機(jī)進(jìn)行巡航;在巡航的過程中,通過搭載在無人機(jī)上的高分辨率數(shù)碼相機(jī)定時拍攝照片,獲取飛行區(qū)域的圖像;
(3)飛行完畢后,對飛行過程獲取的照片進(jìn)行拼接處理,獲得整個飛行區(qū)域的正射影像圖;
(4)對正射影像圖中待測水稻田塊的區(qū)域進(jìn)行劃分、柵格化處理,將其分割成一定數(shù)量的規(guī)則區(qū)域;再根據(jù)各區(qū)域的灰度值,將所有規(guī)則區(qū)域劃分為若干個層次;
(5)分別在每個層次取若干個單位面積的水稻田塊作為該層次水稻草谷比的采樣點,完成待測水稻田塊的草谷比采樣點布局;分別獲得每個層次各采樣點處的草谷比值,取平均值,作為該層次水稻田塊的草谷比值,從而獲得待測水稻田塊所有區(qū)域的草谷比檢測值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的水稻成熟期草谷比采樣與檢測方法,其特征在于:
步驟(1)中根據(jù)待測水稻田塊的面積和無人機(jī)的飛行續(xù)航時間,確定無人機(jī)的飛行區(qū)域,并對無人機(jī)的航線進(jìn)行設(shè)定的具體方法為:
11)考察待測水稻田塊的周邊環(huán)境,確保無人機(jī)的飛行航線內(nèi)無障礙物;
12)確定待測水稻田塊的最大內(nèi)接矩形,將所述最大內(nèi)接矩形的四個頂點依次定義為A、B、C、D;將所述最大內(nèi)接矩形的各個邊向外擴(kuò)30~40m,所得矩形即為無人機(jī)的飛行區(qū)域,各頂點依次定義為A'、B'、C'、D';
13)設(shè)定5條飛行航線,使無人機(jī)依次沿各條航線進(jìn)行定高巡航;以確保以最短的航線使步驟(2)所獲取的照片滿足航向重疊度和旁向重疊度的要求:
第1條航線:將AD分為若干段,各段長度為10-20m,各分隔點依次定義為E1、E2、……、En;將BC分為若干段,各段長度與AD各段長度相同,各分隔點依次定義為F1、F2、……、Fn;以A點上方作為飛行起點,沿AB方向飛行,到達(dá)B點上方后,轉(zhuǎn)向,飛行至F1點上方,轉(zhuǎn)向,飛行至E1點上方,轉(zhuǎn)向,飛行至E2點上方,轉(zhuǎn)向,飛行至F2點上方,……,依次類推,無人機(jī)依次飛過各間隔點上方,直至飛過C、D上方;
第2條航線:將A'D'分為若干段,各段長度為10~20m,各分隔點依次定義為E'1、E'2、……、E'n-1、E'n;將B'C'分為若干段,各段長度與A'D'各段長度相同,各分隔點依次定義為F'1、F'2、……、F'n-1、F'n;以A'點上方作為飛行起點,沿A'B'方向飛行,到達(dá)B'點上方后,轉(zhuǎn)向,飛行至F'1點上方,轉(zhuǎn)向,飛行至E'1點上方,轉(zhuǎn)向,飛行至E'2點上方,轉(zhuǎn)向,飛行至F'2點上方,……,依次類推,無人機(jī)依次飛過各間隔點上方,直至飛過C、D上方或直至達(dá)到飛行續(xù)航時間;
第3條航線:將A'D'和B'C'按第2條航線做相同的劃分;以C'點上方作為飛行起點,沿C'D'方向飛行,到達(dá)D'點上方后,轉(zhuǎn)向,飛行至E'n點上方,轉(zhuǎn)向,飛行至F'n點上方,轉(zhuǎn)向,飛行至F'n-1點上方,轉(zhuǎn)向,飛行至E'n-1點上方,……,依次類推,無人機(jī)依次飛過各間隔點上方,直至飛過A、B上方或直至達(dá)到飛行續(xù)航時間;
第4條航線:將B'A'分為若干段,各段長度為10~20m,各分隔點依次定義為G'1、G'2、……、G'n-1、G'n;將C'D'分為若干段,各段長度與A'B'各段長度相同,各分隔點依次定義為H'1、H'2、……、H'n-1、H'n;以B'點上方作為飛行起點,沿B'C'方向飛行,到達(dá)C'點上方后,轉(zhuǎn)向,飛行至H'1點上方,轉(zhuǎn)向,飛行至G'1點上方,轉(zhuǎn)向,飛行至G'2點上方,轉(zhuǎn)向,飛行至H'2點上方,……,依次類推,無人機(jī)依次飛過各間隔點上方,直至飛過A、D上方或直至達(dá)到飛行續(xù)航時間;
第5條航線:將B'A'和C'D'按第4條航線做相同的劃分;以D'點上方作為飛行起點,沿D'A'方向飛行,到達(dá)A'點上方后,轉(zhuǎn)向,飛行至G'n點上方,轉(zhuǎn)向,飛行至H'n點上方,轉(zhuǎn)向,飛行至H'n-1點上方,轉(zhuǎn)向,飛行至G'n-1點上方,……,依次類推,無人機(jī)依次飛過各間隔點上方,直至飛過B、C上方或直至達(dá)到飛行續(xù)航時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的水稻成熟期草谷比采樣與檢測方法,其特征在于:飛行完畢后,對飛行過程獲取的照片進(jìn)行拼接處理,獲得整個飛行區(qū)域的正射影像圖的方法為:
31)對飛行過程獲取的所有照片通過Pix4Dmapper軟件進(jìn)行處理,剔除不含經(jīng)度、緯度和高度信息的照片;
32)對剩余照片進(jìn)行重疊率檢查,若航向重疊度≥75%、且旁向重疊度≥60%,則照片滿足要求,否則重新進(jìn)行步驟(2),直至獲得重疊度滿足要求的照片;
33)將剩余照片進(jìn)行拼接處理,獲得整個飛行區(qū)域的正射影像圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的水稻成熟期草谷比采樣點布局方法,其特征在于:步驟(4)的具體方法為:
將整個飛行區(qū)域的正射影像圖導(dǎo)入ArcMap中,對待測水稻田塊的區(qū)域進(jìn)行劃分、柵格化處理,分割成一定數(shù)量的規(guī)則區(qū)域;根據(jù)各規(guī)則區(qū)域的灰度的最大值和最小值,將灰度值均分為5~10個區(qū)間,再按照各區(qū)域的灰度值所在的區(qū)間,將所有規(guī)則區(qū)域劃分為5~10個層次。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的水稻成熟期草谷比采樣與檢測方法,其特征在于:步驟(5)中是分別在每個層次的田塊取3~5個單位面積的水稻田塊作為該層次水稻草谷比的采樣點。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的水稻成熟期草谷比采樣與檢測方法,其特征在于:步驟(2)中拍攝的角度設(shè)置成零度。