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基于无人机RGB图像颜色特征和形态特征的滴灌棉花苗期株数估算研究
被引量：
1
1
作者
蒋家乐
李容望
+4 位作者
马学花
李明华
刘扬
芦阳
马富裕
《棉花学报》
CSCD
北大核心
2022年第6期508-522,共15页
【目的】利用无人机图像数据的颜色特征和形态特征构建滴灌棉花苗期株数估算模型,为棉花田间精准管理提供理论依据。【方法】于2020―2021年开展试验,以鲁棉研24号为供试品种,设置3个不同种植密度,分别为:低密度(D1,6.9×10^(4)株&#...
【目的】利用无人机图像数据的颜色特征和形态特征构建滴灌棉花苗期株数估算模型,为棉花田间精准管理提供理论依据。【方法】于2020―2021年开展试验,以鲁棉研24号为供试品种,设置3个不同种植密度,分别为:低密度(D1,6.9×10^(4)株·hm^(-2))、中密度(D2,13.8×10^(4)株·hm^(-2))、高密度(D3,24×10^(4)株·hm^(-2))。对出苗后25 d的无人机图像提取基于红绿蓝(red,green,and blue,RGB)的植被指数和目标形态特征,构建棉花株数估算特征集合;在自变量间的相关性分析的基础上,利用逐步多元回归的方法构建棉苗株数的估算模型,并进行验证。【结果】(1)三角绿度指数(triangular greenness index,TGI)、超绿指数(excess green index,ExG)、绿-蓝差值+修正超绿指数(green-blue difference+modified excess green index,GBDI+MExG)均对图像有较好的分割效果,其中TGI对棉花目标的分割完整度最高。(2)对比2种特征参数构建的棉花株数估算模型,基于目标形态特征的苗期棉花估算模型的拟合优度(R2=0.9355)要高于基于RGB植被指数的株数估算模型(R2=0.9036)。(3)基于RGB植被指数的株数估算模型在D1、D2、D3密度下估算精度分别为96.77%、99.55%和95.95%,整体估算精度为98.47%;基于目标形态特征的株数估算模型在D1、D2和D3密度下估算精度分别为99.98%、99.21%和97.92%,整体估算精度为99.21%。基于目标形态特征的株数估算模型的估算精度略高于基于RGB植被指数的株数估算模型,但2个模型在不同种植密度下均具有较好的估算效果。【结论】利用集成高分辨率传感器的低空无人机遥感平台,通过颜色特征和目标形态特征构建的滴灌棉花苗期株数估算模型均能有效、精准识别膜下滴灌棉花株数,可为后续棉花田间精准管理提供技术支撑。
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关键词
棉花
无人机
颜色特征
形态特征
株数估算
模型
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职称材料
题名
基于无人机RGB图像颜色特征和形态特征的滴灌棉花苗期株数估算研究
被引量：
1
1
作者
蒋家乐
李容望
马学花
李明华
刘扬
芦阳
马富裕
机构
石河子大学农学院/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室
现代农业生产信息化管理与应用技术国家地方联合工程研究中心(新疆兵团)
出处
《棉花学报》
CSCD
北大核心
2022年第6期508-522,共15页
基金
国家自然科学基金(31860346)
石河子大学青年创新人才培育计划项目(CXBJ202001)。
文摘
【目的】利用无人机图像数据的颜色特征和形态特征构建滴灌棉花苗期株数估算模型,为棉花田间精准管理提供理论依据。【方法】于2020―2021年开展试验,以鲁棉研24号为供试品种,设置3个不同种植密度,分别为:低密度(D1,6.9×10^(4)株·hm^(-2))、中密度(D2,13.8×10^(4)株·hm^(-2))、高密度(D3,24×10^(4)株·hm^(-2))。对出苗后25 d的无人机图像提取基于红绿蓝(red,green,and blue,RGB)的植被指数和目标形态特征,构建棉花株数估算特征集合;在自变量间的相关性分析的基础上,利用逐步多元回归的方法构建棉苗株数的估算模型,并进行验证。【结果】(1)三角绿度指数(triangular greenness index,TGI)、超绿指数(excess green index,ExG)、绿-蓝差值+修正超绿指数(green-blue difference+modified excess green index,GBDI+MExG)均对图像有较好的分割效果,其中TGI对棉花目标的分割完整度最高。(2)对比2种特征参数构建的棉花株数估算模型,基于目标形态特征的苗期棉花估算模型的拟合优度(R2=0.9355)要高于基于RGB植被指数的株数估算模型(R2=0.9036)。(3)基于RGB植被指数的株数估算模型在D1、D2、D3密度下估算精度分别为96.77%、99.55%和95.95%,整体估算精度为98.47%;基于目标形态特征的株数估算模型在D1、D2和D3密度下估算精度分别为99.98%、99.21%和97.92%,整体估算精度为99.21%。基于目标形态特征的株数估算模型的估算精度略高于基于RGB植被指数的株数估算模型,但2个模型在不同种植密度下均具有较好的估算效果。【结论】利用集成高分辨率传感器的低空无人机遥感平台,通过颜色特征和目标形态特征构建的滴灌棉花苗期株数估算模型均能有效、精准识别膜下滴灌棉花株数,可为后续棉花田间精准管理提供技术支撑。
关键词
棉花
无人机
颜色特征
形态特征
株数估算
模型
Keywords
cotton
UAV
color characteristics
morphological characteristics
estimated number of plants
model
分类号
S562 [农业科学—作物学]
S127 [农业科学—农业基础科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于无人机RGB图像颜色特征和形态特征的滴灌棉花苗期株数估算研究
蒋家乐
李容望
马学花
李明华
刘扬
芦阳
马富裕
《棉花学报》
CSCD
北大核心
2022
1
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