一种植物生长行为分析方法与流程

本发明涉及一种植物果实、根茎、叶片特征数据提取方法，特别是一种植物生长行为分析方法。

背景技术：

为了获得植物生长的最优产出，植物生长行为分析是农林业应用中必不可少的一种有力方法。利用计算机技术、图形图像技术、传感技术为手段对植物生长行为过程进行分析、建模与仿真，将为探索植物生命的奥秘和植物生长过程的规律，通过运用此规律可以改善植物生长的品质。

同时，进行植物生长行为分析、利用仿真等现代技术，可以部分代替现实中难以进行或费时、费力、昂贵的实物试验，节省人力、物力，缩短研究周期，基于植物生长行为规律分析，确定最佳施肥和灌溉措施，提高化肥和水资源的利用效率，优化生产产出。另一方面，除了农林业应用之外，植物生长行为分析还在自然林农场景模拟、城市景观设计、影视娱乐、虚拟现实等方面发挥重要的作用。

目前植物生长建模侧重于植物生长机理的建模，传统的方法和手段主要基于植物学知识和专家经验，是经验式、定性化、群体式的虚拟植物生长模拟。这种建模方式针对的是植物群体的行为，很难模拟特定植物个体的生长过程，而且这些建模方法严重依赖于植物学专家的专业知识和个人经验。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中提到的缺点和不足，本发明提供一种植物生长行为分析方法，包括以下步骤：

步骤一、采集植物生长特征参数数据，种植基参数数据和环境参数数据；将植物生长特征参数数据储存于数据库Q1中；将种植基参数数据储存于数据库Q2中；将环境参数数据储存在数据库Q3中

步骤二、根据植物生长特征参数数据计算植物生长形状特征，并将植物生长特征分为不同等级的植物生长行为；

步骤三、拟合数据库Q1中不同等级的植物生长行为与对应数据库Q2中种植基参数数据和数据库Q3中环境参数数据的关系，形成植物生长特征参数与种植基参数及环境参数的关系式。

进一步地，所述植物生长特征包括形状结构特征，叶面温湿度特征，颜色特征和大小特征。

进一步地，所述种植基参数包括种植基种类参数，肥料组成参数，水分含量。

进一步地，所述环境参数包括光照强度，二氧化碳含量，空气湿度，环境温度。

进一步地，所述植物生长特征参数数据通过果实传感器、根茎传感器、叶面温湿度传感器和高清摄像机进行采集；所述种植基数据和环境参数数据均通过环境参数采集器进行采集。

进一步地，在步骤二中，从数据库Q1中提取指定时间段内植物果实和根茎形状结构特征特征参数，并结合叶面温湿度特征数据，形成植物生长速度和生长状态数据；从数据库Q2数据库Q3分别提取指定时间段内的种植基参数数据和与环境参数数据。

进一步地，在步骤三中，拟合指定时间段所述植物生长速度和生长状态数据与所述种植基参数数据和与环境参数数据的关系式。

进一步地，在步骤二中，从数据库Q1提取指定时刻的颜色特征、大小特征，直接计算该植物和果实的颜色、大小；从数据库Q2数据库Q3分别提取指定时刻内的种植基参数数据和与环境参数数据。

进一步地，在步骤三中，拟合指定时刻所述植物和果实的颜色、大小与所述种植基参数数据和与环境参数数据的关系式。

本发明公开一种植物生长行为分析方法，通过果实传感器、根茎传感器、叶面温湿度传感器，高清摄像机以及环境参数采集器采集植物生长特征参数数据和种植基数据和环境参数数据，并加以分类存储，计算所述植物生长特征，根据所述植物生长特征综合数据提取并设计所述植物生长行为集合，从而形成植物个体生长所需的植物生长行为参数模型，建立植物生长行为与种植基与环境的关系。相对比现有植物生长行为分析所采取的建模方式侧重于植物生长机理的分析建模，主要基于植物学知识和专家经验，是主观式、定性化、群体式的非现实的植物生长行为模拟，这种方式针对的是植物群体的行为，很难模拟分析特定植物个体的生长过程，而且这些建模分析方法严重依赖于植物学专家的专业知识和个人经验，本发明基于植物生长过程中逐步累积的真实测量植物生长特征及图像数据和环境数据，能实现真实植物生长行为分析并建立相应的生长行为模型。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的植物生长行为及分析方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明提供的植物生长行为及分析方法流程图，如图1所示：种植物生长行为分析方法，包括以下步骤：

步骤一、采集植物生长特征参数数据，种植基参数数据和环境参数数据；植物生长特征参数数据储存于数据库Q1中；将种植基参数数据储存于数据库Q2中；将环境参数数据储存在数据库Q3中。

优选地，所述植物生长特征包括形状结构特征，叶面温湿度特征，颜色特征和大小特征；所述种植基参数包括种植基种类参数，肥料组成参数，水分含量；所述环境参数包括光照强度，二氧化碳含量，空气湿度，环境温度。

步骤二、根据植物生长特征参数数据计算植物生长形状特征，并将植物生长特征分为不同等级的植物生长行为。

将植物生长特征分为A，B，C，D等级，分别对应优，良，中，差四个等级，用于评价植物的生长状态是否良好。

步骤三、拟合数据库Q1中不同等级的植物生长行为与对应数据库Q2中种植基参数数据和数据库Q3中环境参数数据的关系，形成植物生长特征参数与种植基参数及环境参数的关系式。

通过大数据分析及云计算技术拟合数据库Q1中的A，B，C，D等级与数据库Q2中种植基参数数据和数据库Q3中环境参数数据的关系，不同等级的植物生长状态对应不同的种植基参数和环境参数，统一等级的植物生长状态也可以对应多组种植基参数和环境参数，便于选择。

本发明公开一种植物生长行为分析方法，通过果实传感器、根茎传感器、叶面温湿度传感器，高清摄像机以及环境参数采集器采集植物生长特征参数数据和种植基数据和环境参数数据，并加以分类存储，计算所述植物生长特征，根据所述植物生长特征综合数据提取并设计所述植物生长行为集合，从而形成植物个体生长所需的植物生长行为参数模型，建立植物生长行为与种植基与环境的关系。

优选地，所述植物生长特征参数数据通过果实传感器、根茎传感器、叶面温湿度传感器和高清摄像机进行采集；所述种植基数据和环境参数数据均通过环境参数采集器进行采集。

优选地，在步骤二中，从数据库Q1中提取指定时间段内植物果实和根茎形状结构特征特征参数，并结合叶面温湿度特征数据，形成植物生长速度和生长状态数据；从数据库Q2数据库Q3分别提取指定时间段内的种植基参数数据和与环境参数数据。在步骤三中，拟合所述植物生长速度和生长状态数据与所述种植基参数数据和与环境参数数据的关系式。

优选地，在步骤二中，从数据库Q1提取指定时刻的颜色特征、大小特征，直接计算该植物和果实的颜色、大小；从数据库Q2数据库Q3分别提取指定时刻内的种植基参数数据和与环境参数数据。在步骤三中，拟合所述植物和果实的颜色、大小与所述种植基参数数据和与环境参数数据的关系式。

通过大数据分析及云计算技术拟合某一时间段或者某一时刻植物生长状态的A，B，C，D等级与种植基参数数据和环境参数数据的关系，在后续种植植物时，监测植物的形状结构特征，叶面温湿度特征，颜色特征和大小特征等，计算植物的生长状态等级，再根据已建立的植物生长状态与种植基参数数据和环境参数数据的关系，调节种植基种类参数，肥料组成参数，水分含量，光照强度，二氧化碳含量，空气湿度，环境温度等，如果需要实验，可以使植物处于不同的生长状态；如果是实际种植，使植物处于A生长状态。

最后应说明的是以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。