[美国农业与生物工程师学会 2018年 底特律,密歇根州 2018年7月29日-8月1日 - ()] 2018年 底特律,密歇根州 2018年7月29日-8月1日 - 《基于航拍可见光图像的甘蔗冠层中心及植株数量检测》

DOI:10.13031/aim.201800706 出版年份:2018 更新时间:2026-01-09 18:46:27
摘要: 摘要:甘蔗种植认为合理的种植规格能促进水、肥、光、热等生态因子的合理分布,从而获得更高产量和更优品质。因此,获取田间甘蔗植株数量对优化种植密度和预测产量具有重要意义。本研究基于航拍可见光图像,开发了一种自动检测甘蔗分蘖期冠层中心和植株数量的方法。通过大疆无人机对甘蔗田进行俯视拍摄获取甘蔗冠层图像。首先采用形态学开运算、图像缩减运算及Otsu法从复杂背景中分割甘蔗白色叶脉,经二值图像细化、去孔洞、去毛刺和小面积删除处理后,获得较纯净的白色叶脉提取图;随后连接断裂叶脉线并去除短叶脉和杂质,根据植株中心区域端点密集分布特征,利用DBSCAN算法基于白色叶脉端点图识别植株中心。该方法对俯视拍摄的甘蔗冠层图像效果较好,在甘蔗分蘖期的计数准确率可达91.5%左右。本研究能实现甘蔗早期植株数量的自动检测,为后期甘蔗品质与产量预测提供技术支撑。
作者: Lijia Wang,Xiuhua Li,Ce Wang,Yonghua Zhou,Ce Yang,Jiaoyan Ai
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研究概述 实验方案 设备清单

基于航拍可见光图像,开发一种自动检测甘蔗分蘖期冠层中心和植株数量的方法,以优化种植密度并预测产量。

所提出的方法利用航拍图像和图像处理技术,在检测甘蔗植株中心及计数方面实现了平均91.5%的准确率。该方法为早期植株数量检测提供了新途径,可支持产量预测。未来改进方向可能包括扩展白色脉络或采用动态阈值以实现更优聚类。

该方法在具有圆形冠层和清晰白色叶脉的俯视图像上表现最佳。局限性包括:因植株间距过近导致的遗漏误差、相机角度或植株倒伏造成的主茎非正交、长叶片与相邻中心重叠;因断裂叶脉不连通导致的误判误差;植株倒伏和图像采集高度影响性能;聚类中动态阈值设定有待改进。

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