CN114998767A - 一种沃柑田间农事信息采集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种沃柑田间农事信息采集方法，包括以下步骤：通过航线规划软件，制定无人机航拍种植基地的路线计划，利用无人机航拍数据采集系统拍摄正射影像图，并合成基地全园的正射影像图；通过果园数字地图数据形成系统对正射影像图进行处理，生成基地园区地图，形成地图上的果树点位，并最终形成果园数字地图；通过土壤墒情数据采集系统采集土壤墒情数据，通过气象站数据采集系统采集系统采集气象数据，将数据上传到云平台；云平台将数据转发至物联网系统进行处理；物联网系统将处理后的土壤墒情数据、气象数据形成报表呈现到移动设备。通过本发明可以及时、全面、准确了解果园果树数量、状态，为管理者做决策提供参考依据。
Description
技术领域
本发明涉及沃柑种植技术领域，具体涉及一种沃柑田间农事信息采集方法。
背景技术
目前，传统沃柑田间农事信息采集存在着果树信息采集慢、GPS定位、病害监测差等问题。新一代的农民不愿从事体力繁重的农事，并且随着生活水平的提高劳动力成本越来越高，随着市场的竞争越来越激烈，对农业生产管理的要求越来越高，传统落后的人工信息采集日渐成为阻碍实现果园增效增收的瓶颈。
沃柑田间农事信息采集方法与传统模式相比，沃柑田间农事管理具有快速采集，病虫害的监控等优势，深受广大种植户的欢迎。近几年随着沃柑受到人们的喜爱，种植面积也在逐年扩大，不少种植户都开始尝试现代化、信息化、精细化种植模式，提高沃柑田间管理效率，节约人工开销。
中国专利CN109991911A公开了一种基于物联网的果园综合监控系统，包括传感器组、图像采集模块和远程监控终端，所述远程监控终端内设有土壤水分及营养成分分析模块、果树生长状态评估模块、病虫害识别模块和危险动作判定模块。基于传感器组实现了果园内土壤湿度和肥力参数的采集，并将其与每种果树的最适宜土壤湿度和肥力参数进行对比，为后续的灌溉、施肥操作提供了科学依据，一定程度上可以提高果树的产量以及果实的品质。通过无人机模块协同图像处理技术实现了果树生长情况以及果树病虫害情况的自动识别分析，同时可以基于各区域特征给出相应的防治方法，有效避免病虫害的恶化，从而将病虫害对水果产量的影响降到最小。
中国专利CN110147072A公开了一种柑橘生长环境实时数据采集系统，属于柑橘养殖技术领域，包括PLC控制器、环境数据获取系统、环境改善系统、生长情况监测系统、土壤数据获取系统、土壤改善系统、云端数据平台、移动终端和PC端，PLC控制器内设有中央处理器，环境数据获取系统、生长情况监测系统和土壤数据获取系统处于同一级别，环境改善系统为环境数据获取系统下的子系统，土壤改善系统为土壤数据获取系统下的子系统，环境数据获取系统、环境改善系统、生长情况监测系统、土壤数据获取系统和土壤改善系统均由PLC控制器进行控制，便于实时采集柑橘的生长环境数据，并及时采取相应措施，有效保证了种植户的经济效益。
中国专利CN204989838U公开了一种基于互联网的农作物管理系统。它包括田间数据采集与监控模块、中央控制中心、自动灌溉设备、自动施肥设备、自动农药喷洒设备、无人机平台和专家手持终端，所述田间数据采集与监控模块与中央控制中心连接，所述自动灌溉设备、自动施肥设备、自动农药喷洒设备、无人机平台和专家手持终端与中央控制中心分别连接，所述田间数据采集与监控模块包括数据采集终端、视频监控器和数据上传模块，所述中央控制中心包括数据存储模块、数据分析模块、灌溉预测模块、除害预测模块、施肥预测模块、无线通信模块、电子地图和LED显示器。本发明实现了农业生产的智能化管理，为农业生产省时省力。
以上数据采集方法或系统均存在结构复杂，操作连贯性差，获取数据慢，对果树没有溯源能力等缺陷。
发明内容
本发明针对上述技术问题提供一种沃柑田间农事信息采集方法，能够生成每棵树的档案记录表，同时结合监控、航拍等技术设备，可以及时、全面、准确了解果园果树的数量、状态，为管理者做决策提供参考依据。
为实现上述目的本发明采用如下技术方案：
一种沃柑田间农事信息采集方法，包括以下步骤：
(1)通过航线规划软件，制定无人机航拍种植基地的路线计划，利用无人机航拍数据采集系统拍摄正射影像图，并合成基地全园的正射影像图；
(2)通过果园数字地图数据形成系统对正射影像图进行处理，生成基地园区地图，形成地图上的果树点位，并最终形成果园数字地图；
(3)通过土壤墒情数据采集系统采集土壤墒情数据，将数据上传到云平台；云平台将数据转发至物联网系统进行处理；物联网系统将处理后的土壤墒情数据形成报表呈现到移动设备；
(4)通过气象站数据采集系统采集系统采集气象数据，传输至云平台，云平台将数据转发至物联网系统进行处理；物联网系统将处理后的气象数据形成报表呈现到移动设备。
进一步，步骤(1)中，所述无人机航拍数据采集系统包括无人机、图片处理软件；将规划好的航线数据导入所述无人机，无人机执行航拍计划，并导出航拍图片；所述图片处理软件将航拍图片合成基地全园的正射影像图。
进一步，所述图片处理软件为Pix4Dmapper。
进一步，步骤(1)中，无人机每2秒拍摄一张90°的正射影像图。
进一步，步骤(2)中，所述果园数字地图数据形成系统包括地图切片工具、图像识别工具、GPS定位模块；所述地图切片工具对正射影像图进行切图处理，生成基地园区地图；所述图像识别工具识别图像中的果树位置；所述GPS定位模块对果树位置定位数据进行算法纠偏，得到果树的具体定位点的数据。
进一步，还包括果树编码模块，所述果树编码模块对果园的每一棵果树进行唯一身份ID编码。
进一步，所述图像识别工具为OpenCV。
进一步，步骤(3)中，所述土壤墒情数据采集系统采集包括土壤墒情监测子设备、土壤墒情监测主设备，所述土壤墒情监测子设备将各个采集点的数据传输到土壤墒情监测主设备；所述土壤墒情监测主设备将数据上传到云平台。
进一步，步骤(3)中，所述土壤墒情数据包括土壤温度、土壤湿度、pH值、电导率、土壤氮磷钾含量数据。
进一步，步骤(4)中，所述气象数据包括温度、湿度、光照、雨量、风速、风向、大气压、二氧化碳、PM2.5、PM10、光合有效辐射量数据。
本发明与现有技术相比的有益效果为：
1.本发明以数据信息库为核心，以互联网作为信息通道，将移动设备、无人机、监控摄像头、气候探测器、土壤探针等设备作为信息采集终端，并延伸到整个供应链，构建智能、高效的信息处理平台，提高沃柑田间管理的现代化、信息化、精细化程度，提升企业管理效率，节约人工开销费用。通过农事信息采集系统的应用，能够生成每棵树的档案记录表，同时结合监控、航拍等技术设备，可以及时、全面、准确了解果园果树的数量、状态，为管理者做决策提供参考依据。
2.本发明的无人机航拍数据采集系统和果园数字地图数据形成系统利用GPS定位技术和航拍技术，对果园的位置、面积进行准确识别，对果树进行精准、灵活定位，确保果树便于管理；借助AI视频识别技术对航拍图片分析处理，实现果树数量的快速统计，从而为一切农事活动的开展提供基础数据支撑。果树编码模块对果园的每一棵果树进行唯一身份ID编码，实现了全园果树信息的可溯、可控，为今后实现每一棵沃柑树产出的果品全程可溯奠定基础。在农场上根据种植的果树位进行编号，种植户根据果树的编号进行管理，借助空中航拍技术，基于航拍图给果园里的每棵果树编号，确保人员快速找到该编号的果树。
3.本发明的土壤墒情数据采集系统、气象站数据采集系统能够分别采集土壤墒情数据和气象数据，这些数据上传到云平台，再经物联网系统高效处理后，快速以报表形式呈现到移动设备上，使管理者及时了解环境信息，并且一目了然，从而能够根据这些数据采取相应的措施，提高对沃柑种植管控的主动性。
附图说明
图1是本发明的系统组成图；
图2是本发明无人机航拍正射影像图；
图3是本发明合成的基地全园的正射影像图；
图4是本发明形成的果园数字地图；
图5是本发明果树身份ID编码示意图；
图6是本发明形成土壤墒情数据报表示意图；
图7是本发明形成气象数据报表示意图；
图8是本发明移动设备日常巡检功能示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。需要理解的是，本发明的以下实施方式中所提及的“上”、“下”、“后”、“前”、“左”、“右”方向皆以结构主视图为基准。这些用来限制方向的词语仅仅是为了便于说明，并不代表对本发明具体技术方案的限制。除非特别说明，附图标记中相同的标号所代表的为同一种结构。
实施例1
一种沃柑田间农事信息采集方法，如图1所示，包括以下步骤：
(1)通过航线规划软件，制定无人机航拍种植基地的路线计划，将规划好的航线数据导入所述无人机，无人机执行航拍计划，每2秒拍摄一张90°的正射影像图，并导出航拍图片；图片处理软件Pix4Dmapper将航拍图片合成基地全园的正射影像图；
(2)通过图切片工具对正射影像图进行切图处理，生成基地园区地图；图像识别工具OpenCV识别图像中的果树位置；GPS定位模块对果树位置定位数据进行算法纠偏，得到果树的具体定位点的数据；果树编码模块对果园的每一棵果树进行唯一身份ID编码(品类+种植基地+定植时间+流水码+所属地区/国家)；结合果树GPS坐标、果树编码等数据，形成地图上的果树点位，并最终形成果园数字地图；
(3)通过土壤墒情监测子设备采集土壤温度、土壤湿度、pH值、电导率、土壤氮磷钾含量数据，通过Lora传输方式将各个采集点的数据传输到土壤墒情监主设备；土壤墒情监测主设备通过wifi链接、mqtt协议将数据上传到云平台；云平台将数据转发至物联网系统进行处理；物联网系统将处理后的土壤墒情数据形成报表呈现到移动设备果园数字地图以及果园APP；
(4)通过气象站数据采集系统采集系统采集温度、湿度、光照、雨量、风速、风向、大气压、二氧化碳、PM2.5、PM10、光合有效辐射量数据，通过以太网传输至云平台，云平台将数据转发至物联网系统进行处理；物联网系统将处理后的气象数据形成报表呈现到移动设备果园数字地图。
(5)农事活动数据采集：
①通过果园APP的日常巡检功能，基地管理员可以提交日常巡检信息，方便农事活动记录、查询回顾、处理生产问题等；
②日常巡检功能包括各项农事活动内容描述、拍照上传农事生产图片、所属基地、事务标签、获得当前巡检提报位置定位信息；
③管理人员可以根据查看日常巡检的定位信息，结合数字地图每颗果树的定位点，可快速到达巡检位置，处理问题生产问题。
以上所述实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种沃柑田间农事信息采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)通过航线规划软件，制定无人机航拍种植基地的路线计划，利用无人机航拍数据采集系统拍摄正射影像图，并合成基地全园的正射影像图；
(2)通过果园数字地图数据形成系统对正射影像图进行处理，生成基地园区地图，形成地图上的果树点位，并最终形成果园数字地图；
(3)通过土壤墒情数据采集系统采集土壤墒情数据，将数据上传到云平台；云平台将数据转发至物联网系统进行处理；物联网系统将处理后的土壤墒情数据形成报表呈现到移动设备；
(4)通过气象站数据采集系统采集系统采集气象数据，传输至云平台，云平台将数据转发至物联网系统进行处理；物联网系统将处理后的气象数据形成报表呈现到移动设备。
2.根据权利要求1所述的沃柑田间农事信息采集方法，其特征在于：步骤(1)中，所述无人机航拍数据采集系统包括无人机、图片处理软件；将规划好的航线数据导入所述无人机，无人机执行航拍计划，并导出航拍图片；所述图片处理软件将航拍图片合成基地全园的正射影像图。
3.根据权利要求2所述的沃柑田间农事信息采集方法，其特征在于：所述图片处理软件为Pix4Dmapper。
4.根据权利要求1所述的沃柑田间农事信息采集方法，其特征在于：步骤(1)中，无人机每2秒拍摄一张90°的正射影像图。
5.根据权利要求1所述的沃柑田间农事信息采集方法，其特征在于：步骤(2)中，所述果园数字地图数据形成系统包括地图切片工具、图像识别工具、GPS定位模块；所述地图切片工具对正射影像图进行切图处理，生成基地园区地图；所述图像识别工具识别图像中的果树位置；所述GPS定位模块对果树位置定位数据进行算法纠偏，得到果树的具体定位点的数据。
6.根据权利要求5所述的沃柑田间农事信息采集方法，其特征在于：还包括果树编码模块，所述果树编码模块对果园的每一棵果树进行唯一身份ID编码。
7.根据权利要求5所述的沃柑田间农事信息采集方法，其特征在于：所述图像识别工具为OpenCV。
8.根据权利要求1所述的沃柑田间农事信息采集方法，其特征在于：步骤(3)中，所述土壤墒情数据采集系统采集包括土壤墒情监测子设备、土壤墒情监测主设备，所述土壤墒情监测子设备将各个采集点的数据传输到土壤墒情监测主设备；所述土壤墒情监测主设备将数据上传到云平台。
9.根据权利要求1所述的沃柑田间农事信息采集方法，其特征在于：步骤(3)中，所述土壤墒情数据包括土壤温度、土壤湿度、pH值、电导率、土壤氮磷钾含量。
10.根据权利要求1所述的沃柑田间农事信息采集方法，其特征在于：步骤(4)中，所述气象数据包括温度、湿度、光照、雨量、风速、风向、大气压、二氧化碳、PM2.5、PM10、光合有效辐射量。
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