一种基于卫星遥感影像的小麦适宜收获期估算方法、装置及介质与流程

    技术2025-01-21  41


    本发明涉及农业遥感,并且更具体地,涉及一种基于卫星遥感影像的小麦适宜收获期估算方法、装置及介质。


    背景技术:

    1、小麦收获期的提前和推迟,不仅直接影响小麦产量的高低,还关系到品质的好坏。精准掌握小麦适宜收获期信息,是跨区域调动农业机械的必要条件,对于保障颗粒归仓和科学收储至关重要。此外,掌握小麦精确收获期,还有利于安排农药、种子和化肥等农资订购以及后茬作物播种、灌溉水源调节等农事活动。因此,掌握小麦适宜收获期信息,对于着力发展高产、高效和优质农业具有十分重要的意义。

    2、小麦播种时间、土壤肥力、气象条件、管理水平等外在因素均与收获期有关,然而小麦品种自身的生命周期即生育期长短才是决定收获期的内在因素。对于小麦适宜收获期的估算,传统的方式主要是农业技术人员到田间调查,凭借经验做出判断,容易受农业技术人员自身的经验影响,人为干扰因素过多,更重要的是难以在大面积范围内实施。随着气象卫星和气候雷达以及气象数值预报模拟模型技术的成熟,通过天气预报来预测小麦适宜收获期的方式也有所尝试。然而,受气象卫星数据空间分辨率过低,无法对地块单元的小麦收获期进行精准估算,只能在较大区域范围进行粗略估算。我国农村实行的是包产到户的土地承包责任制,单个地块面积小、农田景观破碎,一家一户采购的小麦种子和化肥品种、施肥量、施肥方式以及田间管理措施千差万别。因此,在生产实践中,通过气象数据预测的小麦适宜收获期只能作为参考使用,无法准确科学的指导生产。


    技术实现思路

    1、针对现有技术的不足,本发明提供一种基于卫星遥感影像的小麦适宜收获期估算方法、装置及介质。

    2、根据本发明的一个方面,提供了一种基于卫星遥感影像的小麦适宜收获期估算方法,包括:

    3、获取目标区域每个历史年限内小麦收割期前的多时相卫星遥感影像数据集;

    4、分别对每个历史年限的多时相卫星遥感影像数据集进行归一化植被指数计算,确定每个历史年限的多时相归一化植被指数影像集;

    5、分别对每个历史年限的多时相归一化植被指数影像集进行预设点位的归一化植被指数值的统计,确定每个历史年限的归一化植被指数峰值对应的归一化植被指数峰值影像及峰值日期;

    6、根据峰值日期分别计算每个历史年限的归一化植被指数峰值影像与之后相邻预设数量日期的归一化植被指数影像之间的第一下降速率;

    7、根据获取的目标区域多时相实时卫星遥感影像数据,计算目标区域当前年限的第二下降速率及日期差;

    8、根据第二下降速率和日期差、多个历史年限的第一下降速率,确定目标区域的当前年限的小麦估算收获期。

    9、可选地,分别对每个历史年限的多时相归一化植被指数影像集进行预设点位的归一化植被指数值的统计,确定每个历史年限的归一化植被指数峰值对应的归一化植被指数峰值影像及峰值日期,包括:

    10、从目标区域内随机抽取预设点位;

    11、根据多时相归一化植被指数影像集,确定预设点位中每个点位的多时相归一化植被指数值;

    12、根据多时相归一化植被指数值确定每个点位的峰值时相;

    13、根据每个点位的峰值时相,统计各时相归一化植被指数影像的峰值频次;

    14、将峰值频次最高的归一化植被指数影像作为归一化植被指数峰值影像,并根据归一化植被指数峰值影像确定峰值日期。

    15、可选地,根据峰值日期分别计算每个历史年限的归一化植被指数峰值影像与之后相邻预设数量日期的归一化植被指数影像之间的第一下降速率,包括:

    16、计算归一化植被指数峰值影像的归一化植被指数峰值影像平均值;

    17、计算峰值日期之后的第一期归一化植被指数影像的第一期影像平均值以及第二期归一化植被指数影像的第二期影像平均值;

    18、根据归一化植被指数峰值影像平均值、峰值日期、第一期影像平均值以及第一期归一化植被指数峰值影像,计算归一化植被指数峰值影像和第一期归一化植被指数峰值影像的第一下降速率;

    19、根据归一化植被指数峰值影像平均值、峰值日期、第二期影像平均值以及第二期归一化植被指数峰值影像,计算归一化植被指数峰值影像和第二期归一化植被指数峰值影像的第二下降速率。

    20、可选地,根据第二下降速率和日期差、多个历史年限的第一下降速率,确定目标区域的当前年限的小麦估算收获期,包括:

    21、根据第二下降速率、日期差以及多个历史年限的第一下降速率,计算当前年限和多个历史年限之间的欧式距离;

    22、根据欧式距离计算当前年限和多个历史年限之间的匹配度;

    23、根据匹配度以及预设阈值,确定与当前年限匹配成功的匹配历史年限;

    24、根据匹配历史年限的小麦收割记录,确定目标区域的当前年限的小麦估算收获期。

    25、可选地,欧式距离的计算公式为:式中, d k表示当年数据与历史第k年数据之间的欧式距离,表示当前年限的日期差,为时间差权重,是当前年限峰值影像与其后第一期归一化植被指数影像的ndvi下降速率;是当前年限峰值影像与其后第二期归一化植被指数影像的ndvi下降速率; 是第k年归一化植被指数峰值影像与其后第一期归一化植被指数影像的第一下降速率;是第k年归一化植被指数峰值影像后第二期归一化植被指数影像的第二下降速率。可选地,匹配度的计算公式为:其中,是数据库中所有时间可能组合的欧式距离最大值。

    26、根据本发明的另一个方面,提供了一种基于卫星遥感影像的小麦适宜收获期估算装置,包括:

    27、获取模块,用于获取目标区域每个历史年限内小麦收割期前的多时相卫星遥感影像数据集;

    28、第一计算模块,用于分别对每个历史年限的多时相卫星遥感影像数据集进行归一化植被指数计算,确定每个历史年限的多时相归一化植被指数影像集;

    29、统计模块,用于分别对每个历史年限的多时相归一化植被指数影像集进行预设点位的归一化植被指数值的统计,确定每个历史年限的归一化植被指数峰值对应的归一化植被指数峰值影像及峰值日期;

    30、第二计算模块,用于根据峰值日期分别计算每个历史年限的归一化植被指数峰值影像与之后相邻预设数量日期的归一化植被指数影像之间的第一下降速率;

    31、第三计算模块,用于根据获取的目标区域多时相实时卫星遥感影像数据,计算目标区域当前年限的第二下降速率及日期差;

    32、匹配模块,用于根据第二下降速率和日期差、多个历史年限的第一下降速率,确定目标区域的当前年限的小麦估算收获期。

    33、根据本发明的又一个方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序用于执行本发明上述任一方面所述的方法。

    34、根据本发明的又一个方面,提供了一种电子设备,所述电子设备包括:处理器;用于存储所述处理器可执行指令的存储器;所述处理器,用于从所述存储器中读取所述可执行指令,并执行所述指令以实现本发明上述任一方面所述的方法。

    35、从而,本发明提供了一种基于卫星遥感影像的小麦适宜收获期估算方法。该方法通过获取小麦种植区域的多时相卫星遥感影像,计算各影像时相的归一化植被指数,并利用归一化植被指数影像分析小麦生长过程中的关键时相。通过构建历史归一化植被指数的下降速率数据库,并与当前年度的ndvi下降速率进行比对,采用欧氏距离等算法,精准预测当年小麦的适宜收获期。实现大面积、精细化地监测作物生长状况,极大提高了预测的准确性和科学性。


    技术特征:

    1.一种基于卫星遥感影像的小麦适宜收获期估算方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,分别对每个历史年限的所述多时相归一化植被指数影像集进行预设点位的归一化植被指数值的统计,确定每个历史年限的归一化植被指数峰值对应的归一化植被指数峰值影像及峰值日期,包括:

    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述峰值日期分别计算每个历史年限的所述归一化植被指数峰值影像与之后相邻预设数量日期的归一化植被指数影像之间的第一下降速率,包括:

    4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,根据所述第二下降速率和所述日期差、多个历史年限的所述第一下降速率,确定所述目标区域的所述当前年限的小麦估算收获期,包括:

    5. 根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述欧式距离的计算公式为:式中,dk表示当年数据与历史第k年数据之间的欧式距离,表示当前年限的日期差,为时间差权重,是当前年限峰值影像与其后第一期归一化植被指数影像的ndvi下降速率;是当前年限峰值影像与其后第二期归一化植被指数影像的ndvi下降速率; 是第k年归一化植被指数峰值影像与其后第一期归一化植被指数影像的第一下降速率;是第k年归一化植被指数峰值影像后第二期归一化植被指数影像的第二下降速率。

    6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述匹配度的计算公式为:

    7.一种基于卫星遥感影像的小麦适宜收获期估算装置,其特征在于,包括:

    8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序用于执行上述权利要求1-6任一所述的方法。

    9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:


    技术总结
    本发明公开了一种基于卫星遥感影像的小麦适宜收获期估算方法、装置及介质。方法包括:获取目标区域每个历史年限内小麦收割期前的多时相卫星遥感影像数据集;对多时相卫星遥感影像数据集进行归一化植被指数计算,确定多时相归一化植被指数影像集;对多时相归一化植被指数影像集进行预设点位的归一化植被指数值的统计,确定归一化植被指数峰值影像及峰值日期;计算每个历史年限的归一化植被指数峰值影像与之后相邻预设数量日期的归一化植被指数影像之间的第一下降速率;计算目标区域的第二下降速率及日期差;根据第二下降速率和日期差、多个历史年限的第一下降速率,确定目标区域的当前年限的小麦估算收获期。

    技术研发人员:席瑞,刘占宇,汪玉磊,何勇,李天阁
    受保护的技术使用者:杭州稻道农业科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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