CN113837242A - 一种土壤元素含量检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种土壤元素含量检测方法及系统，涉及土壤元素含量检测技术领域。在本发明中，获取目标信息采集设备发送的多帧土壤信息采集图像，其中，目标信息采集设备用于对目标土壤区域进行图像信息采集，得到多帧土壤信息采集图像；对多帧土壤信息采集图像进行筛选处理，得到多帧土壤信息采集图像对应的多帧目标土壤信息采集图像；基于土壤元素含量检测模型对目标土壤信息采集图像进行检测处理，得到目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息，其中，在目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息不同时，目标土壤区域具有不同的颜色。基于上述方法，可以改善现有技术中对土壤元素含量检测的操作便捷性不高的问题。

Description

一种土壤元素含量检测方法及系统

技术领域

本发明涉及土壤元素含量检测技术领域，具体而言，涉及一种土壤元 素含量检测方法及系统。

背景技术

土壤元素含量检测是农业等诸多领域中的重要技术之一，其中，在现 有技术中，一般是通过对土壤进行采样，然后，在实验室对土壤的元素成 分以及含量进行测验。例如，在一些精度需求不是特别高的应用中，需要 大致确定土壤中铁的氧化物的含量信息，由于精度需求不是特别高，使得 通过进行土壤采样和实验室测验等步骤确定铁的氧化物的含量信息的必要 性不高，且还存在含量确定的操作便捷性不高的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种土壤元素含量检测方法及系统， 以改善现有技术中对土壤元素含量检测的操作便捷性不高的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

一种土壤元素含量检测方法，应用于数据检测后台服务器，所述土壤 元素含量检测方法包括：

获取目标信息采集设备发送的多帧土壤信息采集图像，其中，所述目 标信息采集设备与所述数据检测后台服务器通信连接，且所述目标信息采 集设备用于对目标土壤区域进行图像信息采集，得到所述多帧土壤信息采 集图像，并发送给所述数据检测后台服务器；

对所述多帧土壤信息采集图像进行筛选处理，得到所述多帧土壤信息 采集图像对应的多帧目标土壤信息采集图像；

基于预先训练得到的土壤元素含量检测模型对所述多帧目标土壤信息 采集图像进行检测处理，得到所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息， 其中，所述土壤元素含量检测模型为神经网络模型，且在所述目标土壤区 域中铁的氧化物的含量信息不同时，所述目标土壤区域具有不同的颜色。

在一些优选的实施例中，在上述土壤元素含量检测方法中，所述获取 目标信息采集设备发送的多帧土壤信息采集图像的步骤，包括：

判断是否需要对目标土壤区域的土壤元素含量进行检测；

若判定需要对所述目标土壤区域的土壤元素含量进行检测，则生成对 应的元素含量检测通知信息，并将所述元素含量检测通知信息发送给所述 目标土壤区域对应的目标信息采集设备，其中，所述目标信息采集设备用 于在接收到所述元素含量检测通知信息之后，对所述元素含量检测通知信 息进行解析处理，以得到进行图像信息采集的多个采集角度信息，并基于 所述多个采集角度信息分别对所述目标土壤区域进行图像信息采集，得到 每一个所述采集角度信息对应的多帧土壤信息采集图像；

获取所述目标信息采集设备基于所述元素含量检测通知信息采集并发 送的所述多帧土壤信息采集图像。

在一些优选的实施例中，在上述土壤元素含量检测方法中，所述对所 述多帧土壤信息采集图像进行筛选处理，得到所述多帧土壤信息采集图像 对应的多帧目标土壤信息采集图像的步骤，包括：

基于所述多帧土壤信息采集图像中的每一帧土壤信息采集图像对应的 采集角度信息进行分类，得到对应的多个采集图像分类，其中，属于同一 个所述采集图像分类的任意两帧所述土壤信息采集图像对应的采集角度信 息相同，属于不同的任意两个所述采集图像分类的任意两帧所述土壤信息 采集图像对应的采集角度信息不同；

针对每一个所述采集图像分类，基于每一帧所述土壤信息采集图像对 应的采集时间，对该采集图像分类包括的每一帧所述土壤信息采集图像进 行排序，得到该采集图像分类对应的采集图像序列；

针对每一个所述采集图像序列，对该采集图像序列包括的土壤信息采 集图像进行筛选，得到对应的目标土壤信息采集图像。

在一些优选的实施例中，在上述土壤元素含量检测方法中，所述针对 每一个所述采集图像序列，对该采集图像序列包括的土壤信息采集图像进 行筛选，得到对应的目标土壤信息采集图像的步骤，包括：

针对每一个所述采集图像序列，计算该采集图像序列包括的每两帧所 述土壤信息采集图像之间的图像相似度，并基于所述图像相似度确定出该 采集图像序列对应的代表土壤信息采集图像；

针对每一个所述采集图像序列，基于该采集图像序列对应的所述代表 土壤信息采集图像对该采集图像序列包括的所述土壤信息采集图像进行筛 选，得到该采集图像序列对应的目标土壤信息采集图像。

在一些优选的实施例中，在上述土壤元素含量检测方法中，所述基于 预先训练得到的土壤元素含量检测模型对所述多帧目标土壤信息采集图像 进行检测处理，得到所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息的步骤， 包括：

针对所述多帧目标土壤信息采集图像中每一帧目标土壤信息采集图 像，基于预先训练得到的第一土壤元素含量检测模型对该目标土壤信息采 集图像进行识别处理，得到该目标土壤信息采集图像的图像标识信息，其 中，所述图像标识信息用于表征所述目标土壤区域中的铁的氧化物的种类 信息，所述铁的氧化物的种类信息包括氧化铁、水化氧化铁和氧化亚铁；

基于所述图像标识信息对所述多帧目标土壤信息采集图像进行分类， 得到对应的至少一个采集图像集合，其中，属于同一个所述采集图像集合 的任意两帧所述目标土壤信息采集图像对应的所述图像标识信息相同，且 在存在多个所述采集图像集合时，属于不同的任意两个所述采集图像集合 的任意两帧所述目标土壤信息采集图像对应的所述图像标识信息不同；

分别统计每一个所述采集图像集合包括的所述目标土壤信息采集图像 的帧数，得到每一个所述采集图像集合对应的图像帧数信息，并确定出具 有最大值的图像帧数信息；

将所述具有最大值的图像帧数信息对应的采集图像集合确定为目标采 集图像集合，并将所述目标采集图像集合对应的所述图像标识信息确定为 目标图像标识信息；

基于预先训练得到的所述目标图像标识信息对应的第二土壤元素含量 检测模型对所述目标采集图像集合包括的目标土壤信息采集图像进行识别 处理，得到所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息。

在一些优选的实施例中，在上述土壤元素含量检测方法中，所述针对 所述多帧目标土壤信息采集图像中每一帧目标土壤信息采集图像，基于预 先训练得到的第一土壤元素含量检测模型对该目标土壤信息采集图像进行 识别处理，得到该目标土壤信息采集图像的图像标识信息的步骤，包括：

获取多帧第一土壤信息样本图像、多帧第二土壤信息样本图像和多帧 第三土壤信息样本图像，其中，所述多帧第一土壤信息样本图像基于在所 述目标土壤区域中含有氧化铁时进行图像信息采集得到，所述多帧第二土 壤信息样本图像基于在所述目标土壤区域中含有水化氧化铁时进行图像信 息采集得到，所述多帧第三土壤信息样本图像基于在所述目标土壤区域中 含有氧化亚铁时进行图像信息采集得到；

基于所述多帧第一土壤信息样本图像、所述多帧第二土壤信息样本图 像和所述多帧第三土壤信息样本图像对预先构建的第一神经网络模型进行 训练得到第一土壤元素含量检测模型，其中，所述第一神经网络模型为多 类分类神经网络模型；

针对所述多帧目标土壤信息采集图像中每一帧目标土壤信息采集图 像，基于所述第一土壤元素含量检测模型对该目标土壤信息采集图像进行 识别处理，得到该目标土壤信息采集图像的图像标识信息。

在一些优选的实施例中，在上述土壤元素含量检测方法中，所述基于 预先训练得到的所述目标图像标识信息对应的第二土壤元素含量检测模型 对所述目标采集图像集合包括的目标土壤信息采集图像进行识别处理，得 到所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息的步骤，包括：

获取多帧第四土壤信息样本图像、多帧第五土壤信息样本图像和多帧 第六土壤信息样本图像，其中，所述多帧第四土壤信息样本图像基于在所 述目标土壤区域中含有多种不同含量的氧化铁时分别进行图像信息采集得 到，所述多帧第五土壤信息样本图像基于在所述目标土壤区域中含有多种 不同含量的水化氧化铁时分别进行图像信息采集得到，所述多帧第六土壤 信息样本图像基于在所述目标土壤区域中含有多种不同含量的氧化亚铁时 分别进行图像信息采集得到；

基于所述多帧第四土壤信息样本图像对预先构建的第二神经网络模型 进行训练得到对应的第二土壤元素含量检测模型，并基于所述多帧第五土 壤信息样本图像对预先构建的第二神经网络模型进行训练得到对应的第二 土壤元素含量检测模型，以及基于所述多帧第六土壤信息样本图像对预先 构建的第二神经网络模型进行训练得到对应的第二土壤元素含量检测模 型，其中，所述第二神经网络模型为多类分类神经网络模型；

在训练得到的多个所述第二土壤元素含量检测模型中，确定所述目标 图像标识信息对应的第二土壤元素含量检测模型，并基于该第二土壤元素 含量检测模型对所述目标采集图像集合包括的目标土壤信息采集图像进行 识别处理，得到所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息。

本发明实施例还提供一种土壤元素含量检测系统，应用于数据检测后 台服务器，所述土壤元素含量检测系统包括：

图像获取模块，用于获取目标信息采集设备发送的多帧土壤信息采集 图像，其中，所述目标信息采集设备与所述数据检测后台服务器通信连接， 且所述目标信息采集设备用于对目标土壤区域进行图像信息采集，得到所 述多帧土壤信息采集图像，并发送给所述数据检测后台服务器；

图像筛选模块，用于对所述多帧土壤信息采集图像进行筛选处理，得 到所述多帧土壤信息采集图像对应的多帧目标土壤信息采集图像；

元素含量信息检测模块，用于基于预先训练得到的土壤元素含量检测 模型对所述多帧目标土壤信息采集图像进行检测处理，得到所述目标土壤 区域中铁的氧化物的含量信息，其中，所述土壤元素含量检测模型为神经 网络模型，且在所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息不同时，所述 目标土壤区域具有不同的颜。

在一些优选的实施例中，在上述土壤元素含量检测系统中，所述图像 筛选模块包括：

图像分类子模块，用于基于所述多帧土壤信息采集图像中的每一帧土 壤信息采集图像对应的采集角度信息进行分类，得到对应的多个采集图像 分类，其中，属于同一个所述采集图像分类的任意两帧所述土壤信息采集 图像对应的采集角度信息相同，属于不同的任意两个所述采集图像分类的 任意两帧所述土壤信息采集图像对应的采集角度信息不同；

图像排序子模块，用于针对每一个所述采集图像分类，基于每一帧所 述土壤信息采集图像对应的采集时间，对该采集图像分类包括的每一帧所 述土壤信息采集图像进行排序，得到该采集图像分类对应的采集图像序列；

图像筛选子模块，用于针对每一个所述采集图像序列，对该采集图像 序列包括的土壤信息采集图像进行筛选得到目标土壤信息采集图像。

在一些优选的实施例中，在上述土壤元素含量检测系统中，所述元素 含量信息检测模块包括：

标识信息识别子模块，用于针对所述多帧目标土壤信息采集图像中每 一帧目标土壤信息采集图像，基于预先训练得到的第一土壤元素含量检测 模型对该目标土壤信息采集图像进行识别处理，得到该目标土壤信息采集 图像的图像标识信息，其中，所述图像标识信息用于表征所述目标土壤区 域中的铁的氧化物的种类信息，所述铁的氧化物的种类信息包括氧化铁、 水化氧化铁和氧化亚铁；

图像集合确定子模块，用于基于所述图像标识信息对所述多帧目标土 壤信息采集图像进行分类，得到对应的至少一个采集图像集合，其中，属 于同一个所述采集图像集合的任意两帧所述目标土壤信息采集图像对应的 所述图像标识信息相同，且在存在多个所述采集图像集合时，属于不同的 任意两个所述采集图像集合的任意两帧所述目标土壤信息采集图像对应的 所述图像标识信息不同；

像帧数确定子模块，用于分别统计每一个所述采集图像集合包括的所 述目标土壤信息采集图像的帧数，得到每一个所述采集图像集合对应的图 像帧数信息，并确定出具有最大值的图像帧数信息；

标识信息确定子模块，用于将所述具有最大值的图像帧数信息对应的 采集图像集合确定为目标采集图像集合，并将所述目标采集图像集合对应 的所述图像标识信息确定为目标图像标识信息；

含量信息检测子模块，用于基于预先训练得到的所述目标图像标识信 息对应的第二土壤元素含量检测模型对所述目标采集图像集合包括的目标 土壤信息采集图像进行识别处理，得到所述目标土壤区域中铁的氧化物的 含量信息。

本发明实施例提供的一种土壤元素含量检测方法及系统，通过获取目 标土壤区域的多帧土壤信息采集图像，并对土壤信息采集图像进行筛选处 理得到对应的目标土壤信息采集图像，使得可以基于预先训练得到的土壤 元素含量检测模型对目标土壤信息采集图像进行检测处理得到目标土壤区 域中铁的氧化物的含量信息，如此，不需要对目标土壤区域的土壤进行采 样，也不需要在实验室中通过专门的实验器件，就能够高效地确定目标土 壤区域中铁的氧化物的含量信息，操作非常方便，因而，可以改善现有技 术中对土壤元素含量检测的操作便捷性不高的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实 施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例提供的数据检测后台服务器的示意图。

图2为本发明实施例提供的土壤元素含量检测方法的示意图。

图3为本发明实施例提供的土壤元素含量检测系统的示意图。

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，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实 施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不 同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限 制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

如图1所示，本发明实施例提供了一种数据检测后台服务器。其中， 所述数据检测后台服务器可以包括存储器和处理器。

详细地，所述存储器和处理器之间直接或间接地电性连接，以实现数 据的传输或交互。例如，相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实 现电性连接。所述存储器中可以存储有至少一个可以以软件或固件 (firmware)的形式，存在的软件功能模块(计算机程序)。所述处理器可 以用于执行所述存储器中存储的可执行的计算机程序，从而实现本发明实 施例(如后文所述)提供的土壤元素含量检测方法。

可选地，在一种可以替代的示例中，所述存储器可以是，但不限于， 随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory， PROM)，可擦除只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory， EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric ErasableProgrammable Read-Only Memory，EEPROM)等。所述处理器可以是一种通用处理器，包括中央处 理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor， NP)、片上系统(System on Chip，SoC)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、 专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑 器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可选地，在一种可以替代的示例中，图1所示的结构仅为示意，所述 数据检测后台服务器还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，例如， 可以包括用于与其它设备进行信息交互的通信单元。

结合图2，本发明实施例还提供一种土壤元素含量检测方法，可应用于 上述数据检测后台服务器。其中，所述土壤元素含量检测方法有关的流程 所定义的方法步骤，可以由所述数据检测后台服务器实现。

下面将对图2所示的具体流程，进行详细阐述。

步骤S110，获取目标信息采集设备发送的多帧土壤信息采集图像。

在本发明实施例中，所述数据检测后台服务器可以获取目标信息采集 设备发送的多帧土壤信息采集图像。其中，所述目标信息采集设备与所述 数据检测后台服务器通信连接，且所述目标信息采集设备用于对目标土壤 区域进行图像信息采集，得到所述多帧土壤信息采集图像，并将所述多帧 土壤信息采集图像发送给所述数据检测后台服务器。

步骤S120，对所述多帧土壤信息采集图像进行筛选处理，得到所述多 帧土壤信息采集图像对应的多帧目标土壤信息采集图像。

在本发明实施例中，所述数据检测后台服务器可以对获取的所述多帧 土壤信息采集图像进行筛选处理，得到所述多帧土壤信息采集图像对应的 多帧目标土壤信息采集图像。

步骤S130，基于土壤元素含量检测模型对所述多帧目标土壤信息采集 图像进行检测处理，得到所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息。

在本发明实施例中，所述数据检测后台服务器可以基于预先训练得到 的土壤元素含量检测模型对筛选得到的所述多帧目标土壤信息采集图像进 行检测处理，得到所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息。其中，所 述土壤元素含量检测模型为神经网络模型，且在所述目标土壤区域中铁的 氧化物的含量信息不同时，所述目标土壤区域具有不同的颜色，即通过所 述土壤元素含量检测模型进行颜色识别，以得到铁的氧化物的含量信息。

基于上述方法包括的各步骤(如步骤S110、步骤S120和步骤S130)， 通过获取目标土壤区域的多帧土壤信息采集图像，并对土壤信息采集图像 进行筛选处理得到对应的目标土壤信息采集图像，使得可以基于预先训练 得到的土壤元素含量检测模型对目标土壤信息采集图像进行检测处理得到 目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息，如此，不需要对目标土壤区域的 土壤进行采样，也不需要在实验室中通过专门的实验器件，就能够高效地确定目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息，操作非常方便，因而，可以 改善现有技术中对土壤元素含量检测的操作便捷性不高的问题。

可选地，在一种可以替代的示例中，步骤S110可以包括以下步骤：

第一步，判断是否需要对目标土壤区域的土壤元素含量进行检测；

第二步，若判定需要对所述目标土壤区域的土壤元素含量进行检测， 则生成对应的元素含量检测通知信息，并将所述元素含量检测通知信息发 送给所述目标土壤区域对应的目标信息采集设备，其中，所述目标信息采 集设备用于在接收到所述元素含量检测通知信息之后，对所述元素含量检 测通知信息进行解析处理，以得到进行图像信息采集的多个采集角度信息， 并基于所述多个采集角度信息(如镜头的朝向与所述目标土壤区域所在的 平面的角度可以为90度、60度、45度、30度等)分别对所述目标土壤区 域进行图像信息采集，得到每一个所述采集角度信息对应的多帧土壤信息 采集图像；

第三步，获取所述目标信息采集设备基于所述元素含量检测通知信息 采集并发送的所述多帧土壤信息采集图像。

可选地，在一种可以替代的示例中，步骤S120可以包括以下步骤：

第一步，基于所述多帧土壤信息采集图像中的每一帧土壤信息采集图 像对应的采集角度信息进行分类，得到对应的多个采集图像分类，其中， 属于同一个所述采集图像分类的任意两帧所述土壤信息采集图像对应的采 集角度信息相同，属于不同的任意两个所述采集图像分类的任意两帧所述 土壤信息采集图像对应的采集角度信息不同；

第二步，针对每一个所述采集图像分类，基于每一帧所述土壤信息采 集图像对应的采集时间，对该采集图像分类包括的每一帧所述土壤信息采 集图像进行排序，得到该采集图像分类对应的采集图像序列；

第三步，针对每一个所述采集图像序列，对该采集图像序列包括的土 壤信息采集图像进行筛选，得到对应的目标土壤信息采集图像。

可选地，在一种可以替代的示例中，所述针对每一个所述采集图像序 列，对该采集图像序列包括的土壤信息采集图像进行筛选，得到对应的目 标土壤信息采集图像的步骤，可以包括以下步骤：

第一步，针对每一个所述采集图像序列，计算该采集图像序列包括的 每两帧所述土壤信息采集图像之间的图像相似度，并基于所述图像相似度 确定出该采集图像序列对应的代表土壤信息采集图像；

第二步，针对每一个所述采集图像序列，基于该采集图像序列对应的 所述代表土壤信息采集图像对该采集图像序列包括的所述土壤信息采集图 像进行筛选，得到该采集图像序列对应的目标土壤信息采集图像。

可选地，在一种可以替代的示例中，所述针对每一个所述采集图像序 列，基于该采集图像序列对应的所述代表土壤信息采集图像对该采集图像 序列包括的所述土壤信息采集图像进行筛选，得到该采集图像序列对应的 目标土壤信息采集图像的步骤，包括：

第一步，针对每一个所述采集图像序列中的每一帧所述土壤信息采集 图像，基于该土壤信息采集图像与该土壤信息采集图像对应的所述代表土 壤信息采集图像之间的图像相似度，确定该土壤信息采集图像对应的图像

第二步，基于对应的采集角度信息对所述采集图像序列进行分类，得 到对应的多个第一采集图像序列和对应的多个第二采集图像序列，并针对 每一个所述第二采集图像序列，基于该第二采集图像序列对应的图像筛选 优先级信息序列中各图像筛选优先级信息表征的筛选优先级对该图像筛选 优先级信息序列进行更新处理，得到图像筛选优先级信息更新序列，其中， 每一个所述第一采集图像序列对应的所述采集角度信息不满足预先配置的 角度条件，每一个所述第二采集图像序列对应的所述采集角度信息满足预 先配置的角度条件(如角度大于一预设角度等)；

第三步，针对每一个所述第一采集图像序列，基于预设序列长度对该 第一采集图像序列对应的所述图像筛选优先级信息序列进行分割，得到该 图像筛选优先级信息序列对应的至少两个图像筛选优先级信息子序列，并 对该预设序列长度进行至少一次更新处理，以及，基于每一次更新后的预 设序列长度对该图像筛选优先级信息序列再次进行分割，得到该图像筛选 优先级信息序列对应的至少两个图像筛选优先级信息更新子序列；

第四步，针对每一个所述第一采集图像序列，计算该第一采集图像序 列对应的所述图像筛选优先级信息序列对应的所述至少两个图像筛选优先 级信息子序列中每一个图像筛选优先级信息子序列包括的图像筛选优先级 信息的优先级离散度(可以参照现有的数据离散度计算方式)，并针对每 一次得到的所述至少两个图像筛选优先级信息更新子序列，计算该次得到 的所述至少两个图像筛选优先级信息更新子序列中每一个图像筛选优先级 信息更新子序列包括的图像筛选优先级信息的优先级离散度；

第五步，针对每一个所述第一采集图像序列，确定该第一采集图像序 列对应的所述图像筛选优先级信息序列对应的具有最大平均值的优先级离 散度(即先计算对应的至少两个图像筛选优先级信息子序列或对应的至少 两个图像筛选优先级信息更新子序列的优先级离散度的平均值)对应的所 述至少两个图像筛选优先级信息子序列或对应的所述至少两个图像筛选优 先级信息更新子序列，并统计确定出的所述至少两个图像筛选优先级信息 子序列或所述至少两个图像筛选优先级信息更新子序列的序列数量；

第六步，针对每一个所述第一采集图像序列，基于该第一采集图像序 列对应的所述序列数量作为采样参数，对该第一采集图像序列包括的所述 土壤信息采集图像进行采样处理，得到该第一采集图像序列对应的目标土 壤信息采集图像(如每间隔所述序列数量确定出一帧目标土壤信息采集图 像)，并基于该第一采集图像序列对应的所述目标土壤信息采集图像的数 量，得到对应的第一图像数量；

第七步，确定出具有最大值的所述第一图像数量，并针对每一个所述 第二采集图像序列，基于所述具有最大值的所述第一图像数量，在该第二 采集图像序列中，按照该第二采集图像序列对应的所述图像筛选优先级信 息更新序列，对该第二采集图像序列包括的所述土壤信息采集图像进行筛 选处理，得到该第二采集图像序列对应的目标土壤信息采集图像(即选取 优先级最低的土壤信息采集图像作为目标土壤信息采集图像)。

可选地，在一种可以替代的示例中，步骤S130可以包括以下步骤：

首先，针对所述多帧目标土壤信息采集图像中每一帧目标土壤信息采 集图像，基于预先训练得到的第一土壤元素含量检测模型对该目标土壤信 息采集图像进行识别处理，得到该目标土壤信息采集图像的图像标识信息， 其中，所述图像标识信息用于表征所述目标土壤区域中的铁的氧化物的种 类信息，所述铁的氧化物的种类信息包括氧化铁(主要包括氧化铁时，对 应的颜色可以为棕红色)、水化氧化铁(对应的颜色可以为黄色)和氧化 亚铁(对应的颜色可以为灰蓝色)；

其次，基于所述图像标识信息对所述多帧目标土壤信息采集图像进行 分类，得到对应的至少一个采集图像集合(如上述三种种类信息分别对应 一个)，其中，属于同一个所述采集图像集合的任意两帧所述目标土壤信 息采集图像对应的所述图像标识信息相同，且在存在多个所述采集图像集 合时，属于不同的任意两个所述采集图像集合的任意两帧所述目标土壤信 息采集图像对应的所述图像标识信息不同；

然后，分别统计每一个所述采集图像集合包括的所述目标土壤信息采 集图像的帧数，得到每一个所述采集图像集合对应的图像帧数信息，并确 定出具有最大值的图像帧数信息；

之后，将所述具有最大值的图像帧数信息对应的采集图像集合确定为 目标采集图像集合，并将所述目标采集图像集合对应的所述图像标识信息 确定为目标图像标识信息；

最后，基于预先训练得到的所述目标图像标识信息对应的第二土壤元 素含量检测模型对所述目标采集图像集合包括的目标土壤信息采集图像进 行识别处理，得到所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息。

可选地，在一种可以替代的示例中，所述针对所述多帧目标土壤信息 采集图像中每一帧目标土壤信息采集图像，基于预先训练得到的第一土壤 元素含量检测模型对该目标土壤信息采集图像进行识别处理，得到该目标 土壤信息采集图像的图像标识信息的步骤，可以包括以下步骤：

首先，获取多帧第一土壤信息样本图像、多帧第二土壤信息样本图像 和多帧第三土壤信息样本图像，其中，所述多帧第一土壤信息样本图像基 于在所述目标土壤区域中含有氧化铁时进行图像信息采集得到，所述多帧 第二土壤信息样本图像基于在所述目标土壤区域中含有水化氧化铁时进行 图像信息采集得到，所述多帧第三土壤信息样本图像基于在所述目标土壤 区域中含有氧化亚铁时进行图像信息采集得到；

其次，基于所述多帧第一土壤信息样本图像、所述多帧第二土壤信息 样本图像和所述多帧第三土壤信息样本图像对预先构建的第一神经网络模 型进行训练得到第一土壤元素含量检测模型，其中，所述第一神经网络模 型为多类分类神经网络模型；

然后，针对所述多帧目标土壤信息采集图像中每一帧目标土壤信息采 集图像，基于所述第一土壤元素含量检测模型对该目标土壤信息采集图像 进行识别处理，得到该目标土壤信息采集图像的图像标识信息。

可选地，在一种可以替代的示例中，所述基于预先训练得到的所述目 标图像标识信息对应的第二土壤元素含量检测模型对所述目标采集图像集 合包括的目标土壤信息采集图像进行识别处理，得到所述目标土壤区域中 铁的氧化物的含量信息的步骤，可以包括以下步骤：

首先，获取多帧第四土壤信息样本图像、多帧第五土壤信息样本图像 和多帧第六土壤信息样本图像，其中，所述多帧第四土壤信息样本图像基 于在所述目标土壤区域中含有多种不同含量的氧化铁时分别进行图像信息 采集得到，所述多帧第五土壤信息样本图像基于在所述目标土壤区域中含 有多种不同含量的水化氧化铁时分别进行图像信息采集得到，所述多帧第 六土壤信息样本图像基于在所述目标土壤区域中含有多种不同含量的氧化 亚铁时分别进行图像信息采集得到；

其次，基于所述多帧第四土壤信息样本图像对预先构建的第二神经网 络模型进行训练得到对应的第二土壤元素含量检测模型，并基于所述多帧 第五土壤信息样本图像对预先构建的第二神经网络模型进行训练得到对应 的第二土壤元素含量检测模型，以及基于所述多帧第六土壤信息样本图像 对预先构建的第二神经网络模型进行训练得到对应的第二土壤元素含量检 测模型，其中，所述第二神经网络模型为多类分类神经网络模型；

然后，在训练得到的多个所述第二土壤元素含量检测模型中，确定所 述目标图像标识信息对应的第二土壤元素含量检测模型，并基于该第二土 壤元素含量检测模型对所述目标采集图像集合包括的目标土壤信息采集图 像进行识别处理，得到所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息。

结合图3，本发明实施例还提供一种土壤元素含量检测系统，可应用于 上述数据检测后台服务器。其中，所述土壤元素含量检测系统可以包括：

图像获取模块，用于获取目标信息采集设备发送的多帧土壤信息采集 图像，其中，所述目标信息采集设备与所述数据检测后台服务器通信连接， 且所述目标信息采集设备用于对目标土壤区域进行图像信息采集，得到所 述多帧土壤信息采集图像，并发送给所述数据检测后台服务器；

图像筛选模块，用于对所述多帧土壤信息采集图像进行筛选处理，得 到所述多帧土壤信息采集图像对应的多帧目标土壤信息采集图像；

元素含量信息检测模块，用于基于预先训练得到的土壤元素含量检测 模型对所述多帧目标土壤信息采集图像进行检测处理，得到所述目标土壤 区域中铁的氧化物的含量信息，其中，所述土壤元素含量检测模型为神经 网络模型，且在所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息不同时，所述 目标土壤区域具有不同的颜色。

可选地，在一种可以替代的示例中，所述图像筛选模块包括：

图像分类子模块，用于基于所述多帧土壤信息采集图像中的每一帧土 壤信息采集图像对应的采集角度信息进行分类，得到对应的多个采集图像 分类，其中，属于同一个所述采集图像分类的任意两帧所述土壤信息采集 图像对应的采集角度信息相同，属于不同的任意两个所述采集图像分类的 任意两帧所述土壤信息采集图像对应的采集角度信息不同；

图像排序子模块，用于针对每一个所述采集图像分类，基于每一帧所 述土壤信息采集图像对应的采集时间，对该采集图像分类包括的每一帧所 述土壤信息采集图像进行排序，得到该采集图像分类对应的采集图像序列；

图像筛选子模块，用于针对每一个所述采集图像序列，对该采集图像 序列包括的土壤信息采集图像进行筛选得到目标土壤信息采集图像。

可选地，在一种可以替代的示例中，所述元素含量信息检测模块包括：

标识信息识别子模块，用于针对所述多帧目标土壤信息采集图像中每 一帧目标土壤信息采集图像，基于预先训练得到的第一土壤元素含量检测 模型对该目标土壤信息采集图像进行识别处理，得到该目标土壤信息采集 图像的图像标识信息，其中，所述图像标识信息用于表征所述目标土壤区 域中的铁的氧化物的种类信息，所述铁的氧化物的种类信息包括氧化铁、 水化氧化铁和氧化亚铁；

图像集合确定子模块，用于基于所述图像标识信息对所述多帧目标土 壤信息采集图像进行分类，得到对应的至少一个采集图像集合，其中，属 于同一个所述采集图像集合的任意两帧所述目标土壤信息采集图像对应的 所述图像标识信息相同，且在存在多个所述采集图像集合时，属于不同的 任意两个所述采集图像集合的任意两帧所述目标土壤信息采集图像对应的 所述图像标识信息不同；

像帧数确定子模块，用于分别统计每一个所述采集图像集合包括的所 述目标土壤信息采集图像的帧数，得到每一个所述采集图像集合对应的图 像帧数信息，并确定出具有最大值的图像帧数信息；

标识信息确定子模块，用于将所述具有最大值的图像帧数信息对应的 采集图像集合确定为目标采集图像集合，并将所述目标采集图像集合对应 的所述图像标识信息确定为目标图像标识信息；

含量信息检测子模块，用于基于预先训练得到的所述目标图像标识信 息对应的第二土壤元素含量检测模型对所述目标采集图像集合包括的目标 土壤信息采集图像进行识别处理，得到所述目标土壤区域中铁的氧化物的 含量信息。

综上所述，本发明提供的一种土壤元素含量检测方法及系统，通过获 取目标土壤区域的多帧土壤信息采集图像，并对土壤信息采集图像进行筛 选处理得到对应的目标土壤信息采集图像，使得可以基于预先训练得到的 土壤元素含量检测模型对目标土壤信息采集图像进行检测处理得到目标土 壤区域中铁的氧化物的含量信息，如此，不需要对目标土壤区域的土壤进 行采样，也不需要在实验室中通过专门的实验器件，就能够高效地确定目 标土壤区域中铁的氧化物的含量信息，操作非常方便，因而，可以改善现 有技术中对土壤元素含量检测的操作便捷性不高的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于 本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种土壤元素含量检测方法，其特征在于，应用于数据检测后台服务器，所述土壤元素含量检测方法包括：

获取目标信息采集设备发送的多帧土壤信息采集图像，其中，所述目标信息采集设备与所述数据检测后台服务器通信连接，且所述目标信息采集设备用于对目标土壤区域进行图像信息采集，得到所述多帧土壤信息采集图像，并发送给所述数据检测后台服务器；

对所述多帧土壤信息采集图像进行筛选处理，得到所述多帧土壤信息采集图像对应的多帧目标土壤信息采集图像；

基于预先训练得到的土壤元素含量检测模型对所述多帧目标土壤信息采集图像进行检测处理，得到所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息，其中，所述土壤元素含量检测模型为神经网络模型，且在所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息不同时，所述目标土壤区域具有不同的颜色。

2.如权利要求1所述的土壤元素含量检测方法，其特征在于，所述获取目标信息采集设备发送的多帧土壤信息采集图像的步骤，包括：

判断是否需要对目标土壤区域的土壤元素含量进行检测；

若判定需要对所述目标土壤区域的土壤元素含量进行检测，则生成对应的元素含量检测通知信息，并将所述元素含量检测通知信息发送给所述目标土壤区域对应的目标信息采集设备，其中，所述目标信息采集设备用于在接收到所述元素含量检测通知信息之后，对所述元素含量检测通知信息进行解析处理，以得到进行图像信息采集的多个采集角度信息，并基于所述多个采集角度信息分别对所述目标土壤区域进行图像信息采集，得到每一个所述采集角度信息对应的多帧土壤信息采集图像；

获取所述目标信息采集设备基于所述元素含量检测通知信息采集并发送的所述多帧土壤信息采集图像。

3.如权利要求1所述的土壤元素含量检测方法，其特征在于，所述对所述多帧土壤信息采集图像进行筛选处理，得到所述多帧土壤信息采集图像对应的多帧目标土壤信息采集图像的步骤，包括：

基于所述多帧土壤信息采集图像中的每一帧土壤信息采集图像对应的采集角度信息进行分类，得到对应的多个采集图像分类，其中，属于同一个所述采集图像分类的任意两帧所述土壤信息采集图像对应的采集角度信息相同，属于不同的任意两个所述采集图像分类的任意两帧所述土壤信息采集图像对应的采集角度信息不同；

针对每一个所述采集图像分类，基于每一帧所述土壤信息采集图像对应的采集时间，对该采集图像分类包括的每一帧所述土壤信息采集图像进行排序，得到该采集图像分类对应的采集图像序列；

针对每一个所述采集图像序列，对该采集图像序列包括的土壤信息采集图像进行筛选，得到对应的目标土壤信息采集图像。

4.如权利要求3所述的土壤元素含量检测方法，其特征在于，所述针对每一个所述采集图像序列，对该采集图像序列包括的土壤信息采集图像进行筛选，得到对应的目标土壤信息采集图像的步骤，包括：

针对每一个所述采集图像序列，计算该采集图像序列包括的每两帧所述土壤信息采集图像之间的图像相似度，并基于所述图像相似度确定出该采集图像序列对应的代表土壤信息采集图像；

针对每一个所述采集图像序列，基于该采集图像序列对应的所述代表土壤信息采集图像对该采集图像序列包括的所述土壤信息采集图像进行筛选，得到该采集图像序列对应的目标土壤信息采集图像。

5.如权利要求1-4任意一项所述的土壤元素含量检测方法，其特征在于，所述基于预先训练得到的土壤元素含量检测模型对所述多帧目标土壤信息采集图像进行检测处理，得到所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息的步骤，包括：

针对所述多帧目标土壤信息采集图像中每一帧目标土壤信息采集图像，基于预先训练得到的第一土壤元素含量检测模型对该目标土壤信息采集图像进行识别处理，得到该目标土壤信息采集图像的图像标识信息，其中，所述图像标识信息用于表征所述目标土壤区域中的铁的氧化物的种类信息，所述铁的氧化物的种类信息包括氧化铁、水化氧化铁和氧化亚铁；

基于所述图像标识信息对所述多帧目标土壤信息采集图像进行分类，得到对应的至少一个采集图像集合，其中，属于同一个所述采集图像集合的任意两帧所述目标土壤信息采集图像对应的所述图像标识信息相同，且在存在多个所述采集图像集合时，属于不同的任意两个所述采集图像集合的任意两帧所述目标土壤信息采集图像对应的所述图像标识信息不同；

分别统计每一个所述采集图像集合包括的所述目标土壤信息采集图像的帧数，得到每一个所述采集图像集合对应的图像帧数信息，并确定出具有最大值的图像帧数信息；

将所述具有最大值的图像帧数信息对应的采集图像集合确定为目标采集图像集合，并将所述目标采集图像集合对应的所述图像标识信息确定为目标图像标识信息；

基于预先训练得到的所述目标图像标识信息对应的第二土壤元素含量检测模型对所述目标采集图像集合包括的目标土壤信息采集图像进行识别处理，得到所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息。

6.如权利要求5所述的土壤元素含量检测方法，其特征在于，所述针对所述多帧目标土壤信息采集图像中每一帧目标土壤信息采集图像，基于预先训练得到的第一土壤元素含量检测模型对该目标土壤信息采集图像进行识别处理，得到该目标土壤信息采集图像的图像标识信息的步骤，包括：

获取多帧第一土壤信息样本图像、多帧第二土壤信息样本图像和多帧第三土壤信息样本图像，其中，所述多帧第一土壤信息样本图像基于在所述目标土壤区域中含有氧化铁时进行图像信息采集得到，所述多帧第二土壤信息样本图像基于在所述目标土壤区域中含有水化氧化铁时进行图像信息采集得到，所述多帧第三土壤信息样本图像基于在所述目标土壤区域中含有氧化亚铁时进行图像信息采集得到；

基于所述多帧第一土壤信息样本图像、所述多帧第二土壤信息样本图像和所述多帧第三土壤信息样本图像对预先构建的第一神经网络模型进行训练得到第一土壤元素含量检测模型，其中，所述第一神经网络模型为多类分类神经网络模型；

针对所述多帧目标土壤信息采集图像中每一帧目标土壤信息采集图像，基于所述第一土壤元素含量检测模型对该目标土壤信息采集图像进行识别处理，得到该目标土壤信息采集图像的图像标识信息。

7.如权利要求5所述的土壤元素含量检测方法，其特征在于，所述基于预先训练得到的所述目标图像标识信息对应的第二土壤元素含量检测模型对所述目标采集图像集合包括的目标土壤信息采集图像进行识别处理，得到所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息的步骤，包括：

获取多帧第四土壤信息样本图像、多帧第五土壤信息样本图像和多帧第六土壤信息样本图像，其中，所述多帧第四土壤信息样本图像基于在所述目标土壤区域中含有多种不同含量的氧化铁时分别进行图像信息采集得到，所述多帧第五土壤信息样本图像基于在所述目标土壤区域中含有多种不同含量的水化氧化铁时分别进行图像信息采集得到，所述多帧第六土壤信息样本图像基于在所述目标土壤区域中含有多种不同含量的氧化亚铁时分别进行图像信息采集得到；

基于所述多帧第四土壤信息样本图像对预先构建的第二神经网络模型进行训练得到对应的第二土壤元素含量检测模型，并基于所述多帧第五土壤信息样本图像对预先构建的第二神经网络模型进行训练得到对应的第二土壤元素含量检测模型，以及基于所述多帧第六土壤信息样本图像对预先构建的第二神经网络模型进行训练得到对应的第二土壤元素含量检测模型，其中，所述第二神经网络模型为多类分类神经网络模型；

在训练得到的多个所述第二土壤元素含量检测模型中，确定所述目标图像标识信息对应的第二土壤元素含量检测模型，并基于该第二土壤元素含量检测模型对所述目标采集图像集合包括的目标土壤信息采集图像进行识别处理，得到所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息。

8.一种土壤元素含量检测系统，其特征在于，应用于数据检测后台服务器，所述土壤元素含量检测系统包括：

图像获取模块，用于获取目标信息采集设备发送的多帧土壤信息采集图像，其中，所述目标信息采集设备与所述数据检测后台服务器通信连接，且所述目标信息采集设备用于对目标土壤区域进行图像信息采集，得到所述多帧土壤信息采集图像，并发送给所述数据检测后台服务器；

图像筛选模块，用于对所述多帧土壤信息采集图像进行筛选处理，得到所述多帧土壤信息采集图像对应的多帧目标土壤信息采集图像；

元素含量信息检测模块，用于基于预先训练得到的土壤元素含量检测模型对所述多帧目标土壤信息采集图像进行检测处理，得到所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息，其中，所述土壤元素含量检测模型为神经网络模型，且在所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息不同时，所述目标土壤区域具有不同的颜色。

9.如权利要求8所述的土壤元素含量检测系统，其特征在于，所述图像筛选模块包括：

图像分类子模块，用于基于所述多帧土壤信息采集图像中的每一帧土壤信息采集图像对应的采集角度信息进行分类，得到对应的多个采集图像分类，其中，属于同一个所述采集图像分类的任意两帧所述土壤信息采集图像对应的采集角度信息相同，属于不同的任意两个所述采集图像分类的任意两帧所述土壤信息采集图像对应的采集角度信息不同；

图像排序子模块，用于针对每一个所述采集图像分类，基于每一帧所述土壤信息采集图像对应的采集时间，对该采集图像分类包括的每一帧所述土壤信息采集图像进行排序，得到该采集图像分类对应的采集图像序列；

图像筛选子模块，用于针对每一个所述采集图像序列，对该采集图像序列包括的土壤信息采集图像进行筛选得到目标土壤信息采集图像。

10.如权利要求8所述的土壤元素含量检测系统，其特征在于，所述元素含量信息检测模块包括：

标识信息识别子模块，用于针对所述多帧目标土壤信息采集图像中每一帧目标土壤信息采集图像，基于预先训练得到的第一土壤元素含量检测模型对该目标土壤信息采集图像进行识别处理，得到该目标土壤信息采集图像的图像标识信息，其中，所述图像标识信息用于表征所述目标土壤区域中的铁的氧化物的种类信息，所述铁的氧化物的种类信息包括氧化铁、水化氧化铁和氧化亚铁；

图像集合确定子模块，用于基于所述图像标识信息对所述多帧目标土壤信息采集图像进行分类，得到对应的至少一个采集图像集合，其中，属于同一个所述采集图像集合的任意两帧所述目标土壤信息采集图像对应的所述图像标识信息相同，且在存在多个所述采集图像集合时，属于不同的任意两个所述采集图像集合的任意两帧所述目标土壤信息采集图像对应的所述图像标识信息不同；

像帧数确定子模块，用于分别统计每一个所述采集图像集合包括的所述目标土壤信息采集图像的帧数，得到每一个所述采集图像集合对应的图像帧数信息，并确定出具有最大值的图像帧数信息；

标识信息确定子模块，用于将所述具有最大值的图像帧数信息对应的采集图像集合确定为目标采集图像集合，并将所述目标采集图像集合对应的所述图像标识信息确定为目标图像标识信息；

含量信息检测子模块，用于基于预先训练得到的所述目标图像标识信息对应的第二土壤元素含量检测模型对所述目标采集图像集合包括的目标土壤信息采集图像进行识别处理，得到所述目标土壤区域中铁的氧化物的含量信息。

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