基于多源遥感数据的冬小麦灌浆进程及成熟度监测研究
发布时间：2021-05-21 17:50
小麦灌浆期是产量和品质形成的关键时期,及时、准确的灌浆期监测对小麦高产栽培有重要意义。传统的田间调查方法费时费力,且持续观测有一定破坏性。随着农业现代化发展,遥感技术越来越多地应用到农业生产领域。在作物信息的提取应用上,数码影像（RGB）由于包含丰富的颜色和纹理特征且成本最低,因此得到广泛应用。除了颜色之外,含水量也是小麦灌浆成熟典型特征指标。然而RGB数码影像对含水量的表征效果不强。因此,本研究结合热红外数据,以温度信息表征含水量,与RGB影像的颜色信息共同用于小麦灌浆期研究分析。本研究结合使用RGB数码数据和热红外数据,致力于麦穗的灌浆成熟监测,为灌浆期田间管理和适时收获提供理论参考和技术支持。为了实现麦穗灌浆成熟的准确监测,本研究通过数码影像数据基于超像素图块尺度,以麦穗颜色特征为分类指标,准确分割出田间数码影像中的麦穗区域,在此基础上,掩膜同步获取的热红外影像数据,提取麦穗温度,综合分析灌浆期麦穗温度特征,颜色特征和籽粒含水量,以籽粒含水量为中间值,利用颜色特征和温度特征构建花后天数反演模型和灌浆末期麦穗成熟指数,定量监测小麦灌浆进程和成熟度。主要研究结果如下:1)颜色特征可以...
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略词表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 作物生长参数遥感反演研究进展
1.2.2 小麦籽粒灌浆进程研究进展
1.2.3 小麦成熟度评估研究进展
1.3 研究目的和内容
1.4 技术路线
第二章 试验方案和数据获取
2.1 研究区概况及试验方案
2.2 数据获取与处理
2.2.1 籽粒含水量
2.2.2 数码影像数据
2.2.3 热红外影像数据
2.3 本章小结
第三章 基于超像素分割的数码影像麦穗识别
3.1 麦穗分割方法
3.1.1 SLIC超像素分割方法
3.1.2 图像分类指标
3.1.3 图像分类方法
3.1.4 分割精度验证方法
3.2 结果与分析
3.2.1 麦穗颜色特征分析
3.2.2 分类器训练
3.2.3 麦穗分割结果
3.2.4 分割后验证
3.3 本章小结
第四章 基于多源遥感数据的冬小麦灌浆进程监测
4.1 小麦灌浆进程监测原理及思路
4.1.1 温度特征计算方法
4.1.2 颜色特征计算方法
4.1.3 K-means方法
4.1.4 统计分析方法
4.2 结果与分析
4.2.1 麦穗温度特征分析
4.2.2 麦穗颜色特征分析
4.2.3 籽粒含水量分析
4.2.4 籽粒含水量回归建模
4.2.5 花后天数估测与验证
4.3 本章小结
第五章 基于多源遥感数据的冬小麦成熟度监测
5.1 小麦成熟度评价方法
5.2 结果与分析
5.2.1 基于颜色特征麦穗成熟度估算
5.2.2 基于温度特征麦穗成熟度估算
5.2.3 麦穗成熟度的综合估算
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 创新点
6.3 展望与不足
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]农作物病虫害遥感监测综述[J]. 简俊凡,何宏昌,王晓飞,李月. 测绘通报. 2018(09)
[2]基于立体视觉的玉米雄穗三维信息提取[J]. 韩东,杨贵军,杨浩,邱春霞,陈明杰,温维亮,牛庆林,杨文攀. 农业工程学报. 2018(11)
[3]作物温度及其监测技术研究进展[J]. 刘涛,仲晓春,孙成明. 中国农业科技导报. 2017(12)
[4]基于图像分形分割的麦穗粒数计算方法[J]. 王宁,孔斌,王灿,何立新,李伟,徐海明. 计算机系统应用. 2017(10)
[5]基于时间序列HJ-1 A/B卫星数据的冬小麦成熟期预测[J]. 黄健熙,牛文豪,马鸿元,黄然,朱德海. 农业机械学报. 2016(11)
[6]基于图像处理的小麦穗长和小穗数同步测量[J]. 路文超,罗斌,潘大宇,赵勇,于春花,王成. 中国农机化学报. 2016(06)
[7]基于图像处理的冬小麦氮素监测模型[J]. 陈佳悦,姚霞,黄芬,刘勇,于琪,王妮,徐焕良,朱艳. 农业工程学报. 2016(04)
[8]农作物长势遥感监测业务化应用与研究进展[J]. 陈怀亮,李颖,张红卫. 气象与环境科学. 2015(01)
[9]小麦籽粒灌浆速率的模拟[J]. 陈昱利,张海军,葛道阔,张文宇,张伟欣,蒋方山,曹宏鑫,诸叶平,李世娟. 江苏农业学报. 2014(03)
[10]基于图像处理技术的大田麦穗计数![J]. 刘涛,孙成明,王力坚,仲晓春,朱新开,郭文善. 农业机械学报. 2014(02)
硕士论文
[1]基于核磁共振的冬小麦灌浆及玉米种子萌发过程水分分布规律研究[D]. 牟红梅.西北农林科技大学 2016
本文编号：3200125
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略词表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 作物生长参数遥感反演研究进展
1.2.2 小麦籽粒灌浆进程研究进展
1.2.3 小麦成熟度评估研究进展
1.3 研究目的和内容
1.4 技术路线
第二章 试验方案和数据获取
2.1 研究区概况及试验方案
2.2 数据获取与处理
2.2.1 籽粒含水量
2.2.2 数码影像数据
2.2.3 热红外影像数据
2.3 本章小结
第三章 基于超像素分割的数码影像麦穗识别
3.1 麦穗分割方法
3.1.1 SLIC超像素分割方法
3.1.2 图像分类指标
3.1.3 图像分类方法
3.1.4 分割精度验证方法
3.2 结果与分析
3.2.1 麦穗颜色特征分析
3.2.2 分类器训练
3.2.3 麦穗分割结果
3.2.4 分割后验证
3.3 本章小结
第四章 基于多源遥感数据的冬小麦灌浆进程监测
4.1 小麦灌浆进程监测原理及思路
4.1.1 温度特征计算方法
4.1.2 颜色特征计算方法
4.1.3 K-means方法
4.1.4 统计分析方法
4.2 结果与分析
4.2.1 麦穗温度特征分析
4.2.2 麦穗颜色特征分析
4.2.3 籽粒含水量分析
4.2.4 籽粒含水量回归建模
4.2.5 花后天数估测与验证
4.3 本章小结
第五章 基于多源遥感数据的冬小麦成熟度监测
5.1 小麦成熟度评价方法
5.2 结果与分析
5.2.1 基于颜色特征麦穗成熟度估算
5.2.2 基于温度特征麦穗成熟度估算
5.2.3 麦穗成熟度的综合估算
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 创新点
6.3 展望与不足
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]农作物病虫害遥感监测综述[J]. 简俊凡,何宏昌,王晓飞,李月. 测绘通报. 2018(09)
[2]基于立体视觉的玉米雄穗三维信息提取[J]. 韩东,杨贵军,杨浩,邱春霞,陈明杰,温维亮,牛庆林,杨文攀. 农业工程学报. 2018(11)
[3]作物温度及其监测技术研究进展[J]. 刘涛,仲晓春,孙成明. 中国农业科技导报. 2017(12)
[4]基于图像分形分割的麦穗粒数计算方法[J]. 王宁,孔斌,王灿,何立新,李伟,徐海明. 计算机系统应用. 2017(10)
[5]基于时间序列HJ-1 A/B卫星数据的冬小麦成熟期预测[J]. 黄健熙,牛文豪,马鸿元,黄然,朱德海. 农业机械学报. 2016(11)
[6]基于图像处理的小麦穗长和小穗数同步测量[J]. 路文超,罗斌,潘大宇,赵勇,于春花,王成. 中国农机化学报. 2016(06)
[7]基于图像处理的冬小麦氮素监测模型[J]. 陈佳悦,姚霞,黄芬,刘勇,于琪,王妮,徐焕良,朱艳. 农业工程学报. 2016(04)
[8]农作物长势遥感监测业务化应用与研究进展[J]. 陈怀亮,李颖,张红卫. 气象与环境科学. 2015(01)
[9]小麦籽粒灌浆速率的模拟[J]. 陈昱利,张海军,葛道阔,张文宇,张伟欣,蒋方山,曹宏鑫,诸叶平,李世娟. 江苏农业学报. 2014(03)
[10]基于图像处理技术的大田麦穗计数![J]. 刘涛,孙成明,王力坚,仲晓春,朱新开,郭文善. 农业机械学报. 2014(02)
硕士论文
[1]基于核磁共振的冬小麦灌浆及玉米种子萌发过程水分分布规律研究[D]. 牟红梅.西北农林科技大学 2016
本文编号：3200125
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