【摘要】：葡萄和獼猴桃種植業(yè)是促進我國經濟發(fā)展的重要產業(yè)。這類藤架作物冠層活力和生長信息的快速、有效獲取對于作物的精細化管理以及評估生物/非生物脅迫對作物發(fā)育的潛在影響至關重要。因此,快速、準確和無損地獲取田間葡萄和獼猴桃植株的冠層活力信息,以及對作物生長狀況及時、快速地做出判斷對評估凍害損失、改善管理和提高產量等方面有著十分重要的作用。通過對無人機獲取的遙感影像生成的數(shù)字表面模型(DSM,Digital Surface Model)可以有效地提取作物冠層信息,為作物冠層與地面背景的鑒別提供了一種有效的方法。因此,本文以西北干旱、半干旱區(qū)主要藤架類經濟作物葡萄、獼猴桃為研究對象,系統(tǒng)地研究了基于DSM的作物冠層活力監(jiān)測方法,主要研究內容及結論如下:(1)利用多種圖像處理算法對藤架類作物冠層區(qū)域進行了提取。根據(jù)作物冠層生長區(qū)域與周圍地面背景的高度差異,使用了多種圖像分割算法分別應用于葡萄園和獼猴桃園的DSM,包括全局閾值法、粗糙度算法、局部閾值算法和底帽算法。試驗結果顯示由于研究區(qū)地表起伏明顯、背景復雜,全局閾值法的分割效果不佳;粗糙度算法對葡萄園的提取效果較好,提取誤差為5.1%,與原始冠層區(qū)域的重合度為94.6%,但是無法提取相鄰種植行上冠層連通的獼猴桃的冠層位置;自適應閾值算法可較為有效地對獼猴桃的冠層區(qū)域進行提取,提取誤差為12.7%,與原始冠層區(qū)域的重合度為84.6%,但存在較多將地面背景誤判為作物的現(xiàn)象;底帽算法與其它算法提取結果的差異最大,但極少出現(xiàn)將地面背景信息誤判為作物的現(xiàn)象。(2)對藤架類作物的冠層活力進行了分級評價。根據(jù)葡萄和獼猴桃行間距和株間距,在所得到的作物冠層區(qū)域圖像上利用線性插值的方法分別生成了一套冠監(jiān)測的參考點以及參考點所對應的感興趣區(qū)域(ROI,Region of Interest),分別對葡萄和獼猴桃確定了冠層活力劃分的閾值,實現(xiàn)了藤架類作物的冠層活力監(jiān)測,并對準確率進行了評價。結果顯示,基于不同算法的藤架類作物冠層分級結果的準確率均不相同,對于葡萄園,基于粗糙度算法得到的冠層活力分級結果總體準確率最高為92.0%;對于獼猴桃園,基于自適應閾值算法得到的冠層活力分級結果總體準確率較高為89.5%。(3)在藤架類作物冠層活力分級結果的基礎上,進行了制圖。首先對所得到作物冠層活力分級結果進行了配準,將圖像坐標轉換為投影坐標和地理坐標,然后生成了能夠在GIS軟件中顯示、分析和管理的空間數(shù)據(jù),完成了地理化過程。最后,根據(jù)作物冠層活力等級與冠層所受到生物/非生物脅迫之間的關系,使用克里金插值插值法分別分析了葡萄和獼猴桃園冠層所受脅迫的程度,生成了冠層脅迫程度地圖,以可視化的形式對結果進行了展示。
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP751;S663.1;S663.4
【圖文】：

插值方法分別對葡萄和獼猴桃園的冠層受到脅迫的程度進行分析，對果園冠層脅迫程度的結果以可視化的形式展示。根據(jù)上述本文主要研究內容，本論文整體研究技術路線圖如圖1-1所示。

2.1.1 葡萄園無人機遙感影像獲取本試驗葡萄園無人機遙感影像采集工作于2015年9月27日在寧夏賀蘭山東麓的志輝葡萄園開展(38.58°N、106.01°E)(圖2-1)。該地區(qū)氣候為溫帶干旱氣候，年平均降水量約180毫米，無霜期為每年4月至9月約180天，土壤質地主要為砂土，滲水速度快，經過多年的發(fā)展，該地區(qū)已經成為中國著名的釀酒葡萄產區(qū)。本試驗葡萄園種植了超過6年的歐亞種葡萄，行向為S-N形，株間距和行間距為1.5m×3.8m，每公頃種植約1754棵葡萄樹。試驗采用大疆DJIPhantom 2 Vision+作為遙感平臺(圖2-2)。Phantom 2 Vision+是一款小型四旋翼航拍飛行器

年的歐亞種葡萄，行向為S-N形，株間距和行間距為1.5m×3.8m，每公頃種植約1754棵葡萄樹。試驗采用大疆DJIPhantom 2 Vision+作為遙感平臺(圖2-2)。Phantom 2 Vision+是一款小型四旋翼航拍飛行器，配備了高精度三軸穩(wěn)定云臺。搭載1400萬像素的RGB相機以及智能飛行控制系統(tǒng)。遙控器內置增強型WiFi中繼器。相機傳感器規(guī)格為1/2.3 ，鏡頭最大光圈為f2.8，分辨率為4384×3288，有效分辨率為1400萬，可實現(xiàn)實時拍照和高清錄影。自身配備高精度的三軸穩(wěn)定云臺，控制精度可達±0.03°，保證了拍攝的準確度及精度。另外

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本文編號：2769887