一種預(yù)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量的方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種預(yù)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量的方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是農(nóng)業(yè)和人口大國(guó)，糧食是國(guó)家之命脈，對(duì)糧食等主要農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)政策的制定、保證國(guó)家糧食儲(chǔ)備和維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定方面有著十分重要的意義。所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量形成的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和產(chǎn)量的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)顯得尤其重要。
[0003]隨著信息技術(shù)的智能化發(fā)展，智能信息系統(tǒng)已成為農(nóng)業(yè)信息分析及農(nóng)業(yè)信息化管理中的重要組成部分，特別是在作物長(zhǎng)勢(shì)評(píng)估、產(chǎn)量預(yù)測(cè)等方面有著極其重要的作用。
[0004]目前，對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)常用的方法有兩種:一是基于生長(zhǎng)模型的產(chǎn)量預(yù)測(cè)，即根據(jù)農(nóng)作物生長(zhǎng)機(jī)理結(jié)合其生長(zhǎng)環(huán)境、農(nóng)業(yè)投入和農(nóng)業(yè)管理情況對(duì)農(nóng)產(chǎn)品單位面積產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測(cè)；二是通過視覺成像設(shè)備(如:可見光相機(jī)、多光譜相機(jī)等)，對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并通過圖像處理、模式識(shí)別技術(shù)對(duì)農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行分析，來獲得農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況以達(dá)到產(chǎn)量預(yù)測(cè)的目的。
[0005]這兩種方法由于其自身的特點(diǎn)，都有著其重大缺陷:第一種方法過于模式化，認(rèn)為農(nóng)作物的生長(zhǎng)都是服從統(tǒng)一的生長(zhǎng)模型，而不能根據(jù)農(nóng)作物生長(zhǎng)過程中實(shí)時(shí)情況動(dòng)態(tài)地調(diào)整模型各項(xiàng)參數(shù)；第二種方法過于從農(nóng)作物表象出發(fā)來對(duì)農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量進(jìn)行判斷，忽略了農(nóng)作物生長(zhǎng)機(jī)理及其長(zhǎng)勢(shì)間的關(guān)系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提出了一種預(yù)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量的方法、裝置及系統(tǒng)，以解決農(nóng)作物產(chǎn)量預(yù)測(cè)實(shí)時(shí)性差和精度低的問題，提高農(nóng)作物產(chǎn)量預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率。
[0007]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種預(yù)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量的方法，包括:
[0009]獲取數(shù)據(jù)庫(kù)中的生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)；
[0010]基于預(yù)設(shè)生長(zhǎng)模型，根據(jù)所述生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)，生成第一生長(zhǎng)指標(biāo)；
[0011]根據(jù)通過監(jiān)測(cè)農(nóng)作物獲取的第二生長(zhǎng)指標(biāo)對(duì)所述第一生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行校正，生成目標(biāo)生長(zhǎng)指標(biāo)；
[0012]根據(jù)所述目標(biāo)生長(zhǎng)指標(biāo)，生成產(chǎn)量預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。
[0013]進(jìn)一步的，獲取數(shù)據(jù)庫(kù)中的生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)之前，還包括:
[0014]獲取至少一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集到的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；
[0015]將所述環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，生成生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)；
[0016]將所述生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0017]進(jìn)一步的，通過監(jiān)測(cè)農(nóng)作物獲取第二生長(zhǎng)指標(biāo)包括:
[0018]通過視覺成像設(shè)備監(jiān)測(cè)農(nóng)作物，以獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；
[0019]對(duì)所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以獲取第二生長(zhǎng)指標(biāo)。
[0020]進(jìn)一步的，根據(jù)通過監(jiān)測(cè)農(nóng)作物獲取的第二生長(zhǎng)指標(biāo)對(duì)所述第一生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行校正，生成目標(biāo)生長(zhǎng)指標(biāo)，包括:
[0021 ] 通過監(jiān)測(cè)農(nóng)作物獲取第二生長(zhǎng)指標(biāo)；
[0022]計(jì)算所述第一生長(zhǎng)指標(biāo)與所述第二生長(zhǎng)指標(biāo)的誤差值；
[0023]根據(jù)所述誤差值與預(yù)設(shè)門限值之間的關(guān)系，對(duì)所述預(yù)設(shè)生長(zhǎng)模型進(jìn)行校正，將校正后的預(yù)設(shè)生長(zhǎng)模型生成的第一生長(zhǎng)指標(biāo)作為目標(biāo)生長(zhǎng)指標(biāo)。
[0024]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種預(yù)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量的裝置，包括:
[0025]獲取單元，用于獲取數(shù)據(jù)庫(kù)中的生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)；
[0026]第一生成單元，用于基于預(yù)設(shè)生長(zhǎng)模型，根據(jù)所述生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)，生成第一生長(zhǎng)指標(biāo)；
[0027]校正單元，用于根據(jù)通過監(jiān)測(cè)農(nóng)作物獲取的第二生長(zhǎng)指標(biāo)對(duì)所述第一生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行校正，生成目標(biāo)生長(zhǎng)指標(biāo)；其中，所述校正單元包括:
[0028]第一獲取子單元:用于通過監(jiān)測(cè)農(nóng)作物獲取第二生長(zhǎng)指標(biāo)；
[0029]第一校正子單元，用于對(duì)所述第一生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行校正，生成目標(biāo)生長(zhǎng)指標(biāo)；
[0030]第二生成單元，用于根據(jù)所述目標(biāo)生長(zhǎng)指標(biāo)，生成產(chǎn)量預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。
[0031]進(jìn)一步的，還包括:
[0032]數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取至少一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集到的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；
[0033]數(shù)據(jù)融合單元，用于將所述環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，生成生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)；
[0034]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，用于將所述生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0035]進(jìn)一步的，所述第一獲取子單元具體用于:通過視覺成像設(shè)備監(jiān)測(cè)農(nóng)作物，以獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；對(duì)所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以獲取第二生長(zhǎng)指標(biāo)。
[0036]進(jìn)一步的，所述校正單元包括:
[0037]第二獲取子單元，用于通過監(jiān)測(cè)農(nóng)作物獲取第二生長(zhǎng)指標(biāo)；
[0038]計(jì)算子單元，用于計(jì)算所述第一生長(zhǎng)指標(biāo)與所述第二生長(zhǎng)指標(biāo)的誤差值；
[0039]第二校正子單元，用于根據(jù)所述誤差值與預(yù)設(shè)門限值之間的關(guān)系，對(duì)所述預(yù)設(shè)生長(zhǎng)模型進(jìn)行校正，將校正后的預(yù)設(shè)生長(zhǎng)模型生成的第一生長(zhǎng)指標(biāo)作為目標(biāo)生長(zhǎng)指標(biāo)。
[0040]第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種預(yù)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量的系統(tǒng)，包括上述的預(yù)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量的裝置，還包括至少一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。
[0041]進(jìn)一步的，所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)包括下述至少一項(xiàng)監(jiān)測(cè)設(shè)備:
[0042]光照傳感器，用于檢測(cè)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境中的光照強(qiáng)度；
[0043]溫度傳感器，用于檢測(cè)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境中的溫度；
[0044]濕度傳感器，用于檢測(cè)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境中的濕度；
[0045]土壤傳感器，用于檢測(cè)農(nóng)作物生長(zhǎng)土壤中至少一種元素的含量。
[0046]本發(fā)明實(shí)施例提供的預(yù)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量的方法、裝置及系統(tǒng)，通過預(yù)設(shè)的生長(zhǎng)模型生成第一生長(zhǎng)指標(biāo)，通過對(duì)農(nóng)作物的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)獲取第二生長(zhǎng)指標(biāo)，根據(jù)所述第二生長(zhǎng)指標(biāo)對(duì)第一生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行校正，以獲取精度更高的目標(biāo)生長(zhǎng)指標(biāo)，根據(jù)所述目標(biāo)生長(zhǎng)指標(biāo)，生成農(nóng)作物產(chǎn)量的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，提升了農(nóng)作物產(chǎn)量預(yù)測(cè)的實(shí)時(shí)性和精度，提高了農(nóng)作物產(chǎn)量預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率。
【附圖說明】
[0047]為了更加清楚地說明本發(fā)明示例性實(shí)施例的技術(shù)方案，下面對(duì)描述實(shí)施例中所需要用到的附圖做一簡(jiǎn)單介紹。顯然，所介紹的附圖只是本發(fā)明所要描述的一部分實(shí)施例的附圖，而不是全部的附圖，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖得到其他的附圖。
[0048]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的預(yù)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量的方法的流程示意圖；
[0049]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的預(yù)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量的方法的運(yùn)行邏輯結(jié)構(gòu)圖；
[0050]圖3是本發(fā)明實(shí)施例二提供的預(yù)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051]圖4是本發(fā)明實(shí)施例三提供的預(yù)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量的系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，通過【具體實(shí)施方式】，完整地描述本發(fā)明的技術(shù)方案。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下獲得的所有其他實(shí)施例，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0053]實(shí)施例一
[0054]圖1給出了本實(shí)施例一提供的預(yù)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量的方法的流程圖，該方法可以由預(yù)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量的裝置來執(zhí)行，其中所述裝置可由軟件和/或硬件實(shí)現(xiàn)。如圖1所示，本實(shí)施例提供的預(yù)測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量的方法包括如下操作:
[0055]操作S101，獲取數(shù)據(jù)庫(kù)中的生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)；
[0056]在該操作之前，還包括以下操作:獲取至少一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集到的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；將所述環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，生成生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)；將所述生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0057]其中，所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)可以由傳感器組構(gòu)成，所述傳感器組可以包括下述至少一項(xiàng)傳感器:光照傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和土壤傳感器。所述光照傳感器可用于監(jiān)測(cè)農(nóng)作物生長(zhǎng)土壤中的光照強(qiáng)度，所述溫度傳感器可用于監(jiān)測(cè)農(nóng)作物生長(zhǎng)土壤中的溫度，所述濕度傳感器可用于監(jiān)測(cè)農(nóng)作物生長(zhǎng)土壤中的濕度，所述土壤傳感器可用于監(jiān)測(cè)農(nóng)作物生長(zhǎng)土壤中至少一種元素的含量，例如，水分、鹽分、PH值、全氮、有效磷、鈣、鎂等元素的含量。
[0058]由監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集到的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以通過傳感器組自帶的無線發(fā)送裝置實(shí)時(shí)的傳送到服務(wù)器的數(shù)據(jù)融合平臺(tái)，并由數(shù)據(jù)融合平臺(tái)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、清洗后存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0059]操作S102，基于預(yù)設(shè)生長(zhǎng)模型，根據(jù)所述生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)，生成第一生長(zhǎng)指標(biāo)；
[0060]該操作中的生長(zhǎng)模型包括農(nóng)作物生長(zhǎng)期庫(kù)、農(nóng)作物形態(tài)生長(zhǎng)模型、農(nóng)作物光合作用及呼吸模型、養(yǎng)分吸收模型和氣象生長(zhǎng)模型等。生長(zhǎng)模型輸入接口為數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，輸出為農(nóng)作物的生長(zhǎng)指標(biāo)。
[0061]其中，所述生長(zhǎng)指標(biāo)包括:農(nóng)作物的葉面積指數(shù)、株高、干物質(zhì)重、NDVI (Normalized Difference Vegetat1n Index，歸一化植被指數(shù))、SAVI (Soil AdjustedVegetat1n Index, 土壤調(diào)節(jié)植被指數(shù))和 CHL(the chlorophyll content,葉綠素含量)等生理特征參數(shù)。
[0062]操作S103，根據(jù)通過監(jiān)測(cè)農(nóng)作物獲取的第二生長(zhǎng)指標(biāo)對(duì)所述第一生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行校正，生成目標(biāo)生長(zhǎng)指標(biāo)；
[0063]該操作中通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)作物來獲取農(nóng)作物的實(shí)時(shí)生長(zhǎng)指標(biāo)，即第二生長(zhǎng)指標(biāo)，可以采用視覺成像設(shè)備，例如，采用可見光相機(jī)或多光譜相機(jī)對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)通過監(jiān)測(cè)獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采用圖像處理、模式識(shí)別等技術(shù)手段進(jìn)行識(shí)別和分析處理，包括形態(tài)分析和光譜分析，其中，形態(tài)識(shí)別主要負(fù)責(zé)農(nóng)作物葉面積、株高、葉片形狀等幾何特征的識(shí)別；光譜分析主要負(fù)責(zé)獲取作物的歸一化植被指數(shù)、土壤調(diào)節(jié)植被指數(shù)和葉綠素含量等農(nóng)作物生長(zhǎng)指標(biāo)，以獲取第二生長(zhǎng)指標(biāo)。
[0064]具體的，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)作物獲取第