一种基于远程数据采集分析技术的智慧农业农作物种植管理方法、系统及存储介质与流程

1.本发明属于农作物种植管理技术领域，尤其涉及农作物农药喷洒管理技术，具体为一种基于远程数据采集分析技术的智慧农业农作物种植管理方法、系统及存储介质。


背景技术：

2.近年来,随着科技的不断发展和农业生产对安全高效种植的需求越来越大,农作物的种植管理技术也从传统的人工粗放种植管理技术向智能精细化种植管理技术改革。以喷洒农药管理技术为例，我国现在的喷洒农药技术已从传统的人工喷洒农药转变成通过无人机喷洒农药，有效弥补了人工喷洒农药存在的费时费力、喷洒效率低的不足，能够更好的防止农作物出现病虫害,提高种植户的经济利益。
3.然而当前无人机喷洒农药管理技术功能还不完善，管理灵活度和精准度不足，具体体现在以下方面：
4.1.当前通过无人机对农作物进行喷洒农药作业过程中，无人机对同一块农田区域喷洒的农药种类大多是固定不变的，没有考虑到同一块农田内可能存在农作物遭受虫害的虫害类型不一样的情况，而不同的虫害类型对应喷洒的农药种类肯定是不相同的，由此可见单纯以固定不变的农药种类对农作物进行喷洒很显然是不合理的，且很有可能造成农作物的损伤；
5.2.当前通过无人机对农作物进行喷洒农药作业过程中，无人机在同一块农田区域喷洒的农药量是统一控制的，没有考虑到同一种虫害类型的农作物可能存在虫斑面积不同的情况，不同的虫斑面积，其对应的农药喷洒量是存在差异的，因此单纯以统一的农药喷洒量对农田内的所有农作物进行喷洒显然是不符合农作物实际喷洒需求的，导致喷洒效果差。


技术实现要素：

6.鉴于上述问题，本发明提出一种基于远程数据采集分析技术的智慧农业农作物种植管理方法、系统及存储介质，能够有效解决背景技术提到的问题。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
8.本发明的第一方面提出一种基于远程数据采集分析技术的智慧农业农作物种植管理方法，包括以下步骤：
9.s1.农田子区域划分：通过农田子区域划分模块对待进行农药喷洒的农田统计农田内农作物种植的行数，并根据农作物种植的行数将农田划分为各子区域；
10.s2.虫害植株远程提取：根据虫害植株远程提取模块对通过无人机对各子区域的农作物进行远程图像采集，得到各子区域对应的农作物图像，并从中提取各子区域内的虫害植株；
11.s3.虫害植株对应虫害参数采集：通过虫害植株虫害参数采集模块对各子区域对
应的虫害植株进行虫害参数采集；
12.s4.虫病类型统计：通过农田虫病类型汇总统计模块将该农田所有子区域内的所有虫害植株进行汇总，并从各虫害植株对应的虫害参数中提取虫病类型，进而将各虫害植株对应的虫病类型进行相互对比，判断是否存在相同的虫病类型，进而将相同虫病类型对应的虫害植株进行归类，以此统计该农田内农作物存在的所有虫病类型；
13.s5.农田喷洒农药种类分析：通过管理云平台将该农田内农作物存在的所有虫病类型与管理数据库中各种虫病类型对应的农药种类进行匹配，得到该农田内农作物存在的各种虫病类型对应的农药种类；
14.s6.农药喷洒总量分析：通过管理云平台从该农田内各种虫病类型对应各虫害植株的虫害参数中提取虫斑面积，并据此分析该农田内各种农药对应的喷洒总量；
15.s7.虫害植株地理位置定位：通过虫害植株地理位置定位模块将该农田内各种虫病类型对应的各虫害植株所处的地理位置进行定位；
16.s8.无人机农药喷洒智能控制：通过智能控制终端根据该农田内农作物存在的各种虫病类型对应的农药种类和各种农药对应的喷洒总量对无人机进行农药喷洒前的准备工作，且在无人机对该农田进行农药喷洒过程中，实时获取无人机所处的地理位置，并将其与各种虫病类型对应各虫害植株所处的地理位置进行匹配，若匹配失败，则继续飞行，若匹配成功，则控制无人机停止飞行，同时打开该无人机对应的农药喷洒头，此时根据该匹配成功的虫害植株对应的虫病类型将该无人机对应的农药喷洒头衔接到该虫病类型对应的农药种类存储罐上，与此同时根据该匹配成功的虫害植株对应的虫斑面积控制该农药喷洒头的农药喷洒量。
17.根据本发明第一方面的一种优选实施方式，所述s2中从各子区域对应的农作物图像提取各子区域内的虫害植株，其具体的提取过程执行以下步骤：
18.d1:对各子区域对应的农作物图像进行单个农作物植株外形轮廓提取，并统计提取的单个农作物植株外形轮廓数量，该外形轮廓数量即为各子区域对应的农作物植株数量；
19.d2:根据提取的单个农作物植株外形轮廓对各子区域对应的农作物图像进行图像分割，得到分割的各子图像，其中各子图像分别对应单个农作物植株；
20.d3:对分割的各子图像分别聚焦在农作物植株的叶片、茎和根部位，进行虫斑提取，若某子图像对应农作物植株的叶片、茎和根部位均提取不到虫斑，则表明该子图像对应的农作物植株不存在虫害，若某子图像对应农作物植株的叶片、茎和根部位中至少存在一个部位能够提取到虫斑，则表明该子图像对应的农作物植株存在虫害，该农作物植株记为虫害植株，由此得到各子区域内的虫害植株。
21.根据本发明第一方面的一种优选实施方式，所述虫害参数包括虫病类型和虫斑面积。
22.根据本发明第一方面的一种优选实施方式，所述s3中对各子区域对应的虫害植株进行虫害参数采集，其具体采集方法如下：
23.e1:对各子区域存在的虫害植株数量进行统计，并对各虫害植株对应的虫斑所在区域位置进行定位；
24.e2:根据定位的虫斑所在区域位置对各虫害植株对应的子图像聚焦在虫斑区域，
进而虫斑特征提取，并将提取的虫斑特征与管理数据库中各种虫病类型对应的虫斑特征进行比对，若某虫斑区域提取的虫斑特征与某种虫病类型对应的虫斑特征比对成功，则该虫斑区域对应的虫病类型即为该种虫病类型；
25.e3:对各虫害植株对应的虫斑区域进行虫斑外形轮廓提取，以此得到各虫害植株对应的虫斑面积。
26.根据本发明第一方面的一种优选实施方式，所述s6中分析该农田内各种农药对应的喷洒总量，其具体分析方法如下：
27.f1:将该农田内各种虫病类型对应各虫害植株的虫斑面积进行叠加，得到该农田内各种虫病类型对应虫害植株的总虫斑面积；
28.f2:将该农田内各种虫病类型对应虫害植株的总虫斑面积与管理数据库中该种虫病类型所属农药种类的各种虫斑面积对应的农药喷洒量进行比对，从中筛选出该农田内各种农药对应的喷洒总量。
29.根据本发明第一方面的一种优选实施方式，所述s8中根据该农田内农作物存在的各种虫病类型对应的农药种类和各种农药对应的喷洒总量对无人机进行农药喷洒前的准备工作，其具体操作过程为根据该农田内农作物存在的各种虫病类型对应的农药种类对无人机携带的农药种类进行准备，并根据各种农药对应的喷洒总量对无人机携带的各种农药对应的农药量进行准备。
30.根据本发明第一方面的一种优选实施方式，所述s8中根据该匹配成功的虫害植株对应的虫斑面积控制该农药喷洒头的农药喷洒量，其具体控制方法包括以下步骤：
31.h1:将该匹配成功的虫害植株对应的虫斑面积与管理数据库中该匹配成功虫害植株对应虫病类型所属农药种类的各种虫斑面积对应的农药喷洒量进行比对，得到该匹配成功虫害植株的该虫斑面积对应的农药喷洒量；
32.h2:在该无人机对应的农药喷洒头内设置流量计，实时采集从农药喷洒头喷洒出去的实际农药喷洒量，并将其与该匹配成功虫害植株的该虫斑面积对应的农药喷洒量进行对比，若实际农药喷洒量小于该匹配成功虫害植株的该虫斑面积对应的农药喷洒量，则继续喷洒，若实际农药喷洒量大于或等于该匹配成功虫害植株的该虫斑面积对应的农药喷洒量，则控制该无人机对应的农药喷洒头关闭，停止喷洒。
33.根据本发明第一方面的一种优选实施方式，所述s8中在对匹配成功的虫害植株进行农药喷洒过程中，还包括对无人机当前的喷洒高度进行调控，其具体调控过程如下：
34.k1:判断该匹配成功的虫害植株对应虫斑区域所处农作物植株的部位，该虫斑区域所处农作物植株的部位记为虫斑部位；
35.k2:获取该匹配成功的虫害植株对应虫斑部位的高度；
36.k3:将该匹配成功的虫害植株对应虫斑部位的高度与管理数据库中各种虫斑部位高度对应的无人机适宜喷洒高度进行对比，得到该匹配成功虫害植株的虫斑部位对应的无人机适宜喷洒高度；
37.k4:获取无人机当前喷洒高度，并将其与该匹配成功虫害植株的虫斑部位对应的无人机适宜喷洒高度进行对比，若无人机当前喷洒高度等于该匹配成功虫害植株的虫斑部位对应的无人机适宜喷洒高度，则不对该无人机的喷洒高度进行调控，若无人机当前喷洒高度小于该匹配成功虫害植株的虫斑部位对应的无人机适宜喷洒高度，则对无人机的当前
喷洒高度进行调高，若无人机当前喷洒高度大于该匹配成功虫害植株的虫斑部位对应的无人机适宜喷洒高度，则对无人机的当前喷洒高度进行调低。
38.本发明的第二方面提出一种基于远程数据采集分析技术的智慧农业农作物种植管理系统，包括农田子区域划分模块、虫害植株远程提取模块、虫害植株虫害参数采集模块、农田虫病类型汇总统计模块、管理数据库、管理云平台、虫害植株地理位置定位模块和智能控制终端，其中农田子区域划分模块与虫害植株远程提取模块连接，虫害植株远程提取模块与虫害植株虫害参数采集模块连接，虫害植株虫害参数采集模块分别与农田虫病类型汇总统计模块和管理云平台连接，农田虫病类型汇总统计模块与管理云平台连接，管理云平台和虫害植株地理位置定位模块均与智能控制终端连接。
39.本发明的第三方面提出一种存储介质，所述存储介质烧录有计算机程序，所述计算机程序在服务器的内存中运行时实现本发明所述的基于远程数据采集分析技术的智慧农业农作物种植管理方法。
40.基于上述任一方面，本发明的有益效果如下：
41.1.本发明通过对待进行农药喷洒的农田通过无人机进行虫害植株远程提取，并对提取的虫害植株进行虫害参数采集，进而根据虫害参数中的虫病类型分析得到该农田内农作物存在的各种虫病类型对应的农药种类，同时根据虫害参数中的虫斑面积分析得到该农田内各种农药对应的喷洒总量，以此对无人机进行农药喷洒前的准备工作，与此同时对虫害植株所处的地理位置进行定位，并在无人机对该农田进行农药喷洒过程中，实时智能控制无人机的启停及喷洒农药种类和喷洒农药量，实现了对农作物农药喷洒技术的智能管理，充分弥补了当前无人机喷洒农药管理技术存在的管理灵活度和精准度不足的弊端，完善了无人机喷洒农药管理技术的功能，提高了无人机喷洒农药管理的灵活度和精准度，进而提升了喷洒效果，更好地保障了农作物的安全。
42.2.本发明在对匹配成功的虫害植株进行农药喷洒过程中，通过获取虫害植株虫斑部位的高度，进而据此对无人机当前的喷洒高度进行调控，使得调控的无人机所在喷洒高度喷洒出来的农药能够准确对准虫斑部位，更加深度优化了无人机的精准喷洒，强化了喷洒效果。
附图说明
43.利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
44.图1为本发明的方法实施步骤流程图；
45.图2为本发明的系统模块连接示意图。
具体实施方式
46.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，所描述的实施例仅仅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做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。
47.参照图1所示，本发明的第一方面提出一种基于远程数据采集分析技术的智慧农业农作物种植管理方法，包括以下步骤：
48.s1.农田子区域划分：通过农田子区域划分模块对待进行农药喷洒的农田统计农田内农作物种植的行数，并根据农作物种植的行数将农田划分为各子区域；
49.s2.虫害植株远程提取：根据虫害植株远程提取模块对在无人机上安装摄像仪通过无人机对各子区域的农作物进行远程图像采集，得到各子区域对应的农作物图像，并从中提取各子区域内的虫害植株，其具体提取过程执行以下步骤：
50.d1:对各子区域对应的农作物图像进行单个农作物植株外形轮廓提取，并统计提取的单个农作物植株外形轮廓数量，该外形轮廓数量即为各子区域对应的农作物植株数量；
51.d2:根据提取的单个农作物植株外形轮廓对各子区域对应的农作物图像进行图像分割，得到分割的各子图像，其中各子图像分别对应单个农作物植株；
52.d3:对分割的各子图像分别聚焦在农作物植株的叶片、茎和根部位，进行虫斑提取，若某子图像对应农作物植株的叶片、茎和根部位均提取不到虫斑，则表明该子图像对应的农作物植株不存在虫害，若某子图像对应农作物植株的叶片、茎和根部位中至少存在一个部位能够提取到虫斑，则表明该子图像对应的农作物植株存在虫害，该农作物植株记为虫害植株，由此得到各子区域内的虫害植株；
53.本实施例通过无人机对当前待进行农药喷洒的农田进行远程数据采集，从中提取到虫害植株，为后期对虫害植株进行针对性农药喷洒提供喷洒目标，且其远程采集的方式相较于原地采集更加方便，不仅提高了采集效率，而且降低了原地采集的成本；
54.s3.虫害植株对应虫害参数采集：通过虫害植株虫害参数采集模块对各子区域对应的虫害植株进行虫害参数采集，所述虫害参数包括虫病类型和虫斑面积，其中虫害参数的具体采集方法如下：
55.e1:对各子区域存在的虫害植株数量进行统计，并对各虫害植株对应的虫斑所在区域位置进行定位；
56.e2:根据定位的虫斑所在区域位置对各虫害植株对应的子图像聚焦在虫斑区域，进而虫斑特征提取，其中虫斑特征包括虫斑形状、虫斑颜色、虫斑纹理等，并将提取的虫斑特征与管理数据库中各种虫病类型对应的虫斑特征进行比对，若某虫斑区域提取的虫斑特征与某种虫病类型对应的虫斑特征比对成功，则该虫斑区域对应的虫病类型即为该种虫病类型；
57.e3:对各虫害植株对应的虫斑区域进行虫斑外形轮廓提取，其提取的虫斑外形轮廓将虫斑区域和非虫斑区域分隔开来，以此通过种子点填充方法得到各虫害植株对应虫斑区域的虫斑面积；
58.本实施例对虫害植株采集的虫害参数一方面为该农田内农作物需要喷洒的农药种类分析提供分析基础，另一方面为该农田内农作物需要喷洒的各种农药对应的喷洒总量分析提供分析基础；
59.s4.虫病类型统计：通过农田虫病类型汇总统计模块将该农田所有子区域内的所有虫害植株进行汇总，并从各虫害植株对应的虫害参数中提取虫病类型，进而将各虫害植株对应的虫病类型进行相互对比，判断是否存在相同的虫病类型，进而将相同虫病类型对
应的虫害植株进行归类，以此统计该农田内农作物存在的所有虫病类型；
60.s5.农田喷洒农药种类分析：通过管理云平台将该农田内农作物存在的所有虫病类型与管理数据库中各种虫病类型对应的农药种类进行匹配，得到该农田内农作物存在的各种虫病类型对应的农药种类；
61.s6.农药喷洒总量分析：通过管理云平台从该农田内各种虫病类型对应各虫害植株的虫害参数中提取虫斑面积，并据此分析该农田内各种农药对应的喷洒总量，其具体分析方法如下：
62.f1:将该农田内各种虫病类型对应各虫害植株的虫斑面积进行叠加，得到该农田内各种虫病类型对应虫害植株的总虫斑面积；
63.f2:将该农田内各种虫病类型对应虫害植株的总虫斑面积与管理数据库中该种虫病类型所属农药种类的各种虫斑面积对应的农药喷洒量进行比对，从中筛选出该农田内各种农药对应的喷洒总量；
64.s7.虫害植株地理位置定位：通过虫害植株地理位置定位模块将该农田内各种虫病类型对应的各虫害植株所处的地理位置进行定位；
65.s8.无人机农药喷洒智能控制：通过智能控制终端根据该农田内农作物存在的各种虫病类型对应的农药种类和各种农药对应的喷洒总量对无人机进行农药喷洒前的准备工作，其准备工作为根据该农田内农作物存在的各种虫病类型对应的农药种类对无人机携带的农药种类进行准备，并根据各种农药对应的喷洒总量对无人机携带的各种农药对应的农药量进行准备；
66.本实施例在对无人机携带的各种农药对应的农药量准备过程中，考虑到无人机在喷洒过程中可能存在漏液及喷洒量控制不够精细情况下导致的过量喷洒，其准备的农药量要略大于各种农药对应的喷洒总量，避免在喷洒过程中出现农药量不够的情况；
67.且在无人机对该农田进行农药喷洒过程中，在无人机上安装gps定位仪，实时获取无人机所处的地理位置，并将其与各种虫病类型对应各虫害植株所处的地理位置进行匹配，若无人机所处的地理位置与任何一种虫病类型对应所有的虫害植株所处的地理位置均不相同，表明匹配失败，则继续飞行，若无人机所处的地理位置与某一种虫病类型对应某一个虫害植株所处的地理位置相同，表明匹配成功，则控制无人机停止飞行，同时打开该无人机对应的农药喷洒头，此时根据该匹配成功的虫害植株对应的虫病类型将该无人机对应的农药喷洒头衔接到该虫病类型对应的农药种类存储罐上，与此同时根据该匹配成功的虫害植株对应的虫斑面积控制该农药喷洒头的农药喷洒量，其具体控制方法包括以下步骤：
68.h1:将该匹配成功的虫害植株对应的虫斑面积与管理数据库中该匹配成功虫害植株对应虫病类型所属农药种类的各种虫斑面积对应的农药喷洒量进行比对，得到该匹配成功虫害植株的该虫斑面积对应的农药喷洒量；
69.h2:在该无人机对应的农药喷洒头内设置流量计，实时采集从农药喷洒头喷洒出去的实际农药喷洒量，并将其与该匹配成功虫害植株的该虫斑面积对应的农药喷洒量进行对比，若实际农药喷洒量小于该匹配成功虫害植株的该虫斑面积对应的农药喷洒量，则继续喷洒，若实际农药喷洒量大于或等于该匹配成功虫害植株的该虫斑面积对应的农药喷洒量，则控制该无人机对应的农药喷洒头关闭，停止喷洒。
70.本实施例通过无人机对待进行农药喷洒的农田进行虫害植株远程提取，并进行虫
害参数采集，进而根据虫害参数分别分析得到该农田内农作物对应需要喷洒的农药种类及各种农药对应的喷洒总量，以此对无人机进行农药喷洒前的准备工作，与此同时对虫害植株所处的地理位置进行定位，并在无人机对该农田进行农药喷洒过程中，实时智能控制无人机的启停及喷洒农药种类和喷洒农药量，实现了对农作物农药喷洒技术的智能管理，体现了智能化程度高和实用性强的特点，完善了无人机喷洒农药管理技术的功能，提高了无人机喷洒农药管理的灵活度和精准度，进而提升了喷洒效果，更好地保障了农作物的安全。
71.且无人机在对匹配成功的虫害植株进行农药喷洒过程中，还对无人机当前的喷洒高度进行调控，其具体调控过程如下：
72.k1:判断该匹配成功的虫害植株对应虫斑区域所处农作物植株的部位，该虫斑区域所处农作物植株的部位记为虫斑部位；
73.k2:获取该匹配成功的虫害植株对应虫斑部位的高度；
74.k3:将该匹配成功的虫害植株对应虫斑部位的高度与管理数据库中各种虫斑部位高度对应的无人机适宜喷洒高度进行对比，得到该匹配成功虫害植株的虫斑部位对应的无人机适宜喷洒高度；
75.k4:获取无人机当前喷洒高度，并将其与该匹配成功虫害植株的虫斑部位对应的无人机适宜喷洒高度进行对比，若无人机当前喷洒高度等于该匹配成功虫害植株的虫斑部位对应的无人机适宜喷洒高度，则不对该无人机的喷洒高度进行调控，若无人机当前喷洒高度小于该匹配成功虫害植株的虫斑部位对应的无人机适宜喷洒高度，则对无人机的当前喷洒高度进行调高，并调控到无人机适宜喷洒高度，若无人机当前喷洒高度大于该匹配成功虫害植株的虫斑部位对应的无人机适宜喷洒高度，则对无人机的当前喷洒高度进行调低，并调控到无人机适宜喷洒高度。
76.本实施例在对匹配成功的虫害植株进行农药喷洒过程中，通过获取虫害植株虫斑部位的高度，进而据此对无人机当前的喷洒高度进行调控，使得调控的无人机所在喷洒高度喷洒出来的农药能够准确对准虫斑部位，更加深度优化了无人机的精准喷洒，强化了喷洒效果。
77.参照图2所示，本发明的第二方面提出一种基于远程数据采集分析技术的智慧农业农作物种植管理系统，包括农田子区域划分模块、虫害植株远程提取模块、虫害植株虫害参数采集模块、农田虫病类型汇总统计模块、管理数据库、管理云平台、虫害植株地理位置定位模块和智能控制终端，所述管理数据库用于存储各种虫病类型对应的农药种类，存储各种虫病类型对应的虫斑特征，各种虫病类型所属农药种类的各种虫斑面积对应的农药喷洒量，并存储各种虫斑部位高度对应的无人机适宜喷洒高度。
78.其中农田子区域划分模块与虫害植株远程提取模块连接，虫害植株远程提取模块与虫害植株虫害参数采集模块连接，虫害植株虫害参数采集模块分别与农田虫病类型汇总统计模块和管理云平台连接，农田虫病类型汇总统计模块与管理云平台连接，管理云平台和虫害植株地理位置定位模块均与智能控制终端连接。
79.本发明的第三方面提出一种存储介质，所述存储介质烧录有计算机程序，所述计算机程序在服务器的内存中运行时实现本发明所述的基于远程数据采集分析技术的智慧农业农作物种植管理方法。
80.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对
所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。