CN115190373A - 一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监控系统和方法 - Google Patents

一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监控系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监控系统和方法，包括卫星遥感子系统和地面监控子系统；所述卫星遥感子系统用于获取目标农业区域的农业环境数据；所述地面监控子系统与所述卫星遥感子系统通信连接，所述地面监控子系统用于获取所述目标农业区域的农业状态数据，并且将所述农业环境数据和所述农业状态数据结合生成监控结果数据。本发明能够同时采集农业环境数据和农业状态数据，利用两种数据精确分析环境对作物的影响，从而便于及时展开对应措施，保障作物生产。

Description

一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监控系统和方法
技术领域
本发明涉及农业生产技术领域，具体的说是一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监控系统和方法。
背景技术
粮食安全是国家安全的重要基础，因此需要对农业生产进行精确监控，以保证粮食产量。农业生产过程中对环境非常敏感，利用卫星遥感技术能够有效获得农业环境数据，但是因为卫星遥感数据针对的范围非常广泛，难以精确针对局部的种植区域，导致无法根据卫星遥感技术得到的环境数据对作物生产过程进行精确控制。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监控系统和方法，能够同时采集农业环境数据和农业状态数据，利用两种数据精确分析环境对作物的影响，从而便于及时展开对应措施，保障作物生产。
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：
一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监控系统，包括卫星遥感子系统和地面监控子系统；
所述卫星遥感子系统用于获取目标农业区域的农业环境数据；
所述地面监控子系统与所述卫星遥感子系统通信连接，所述地面监控子系统用于获取所述目标农业区域的农业状态数据，并且将所述农业环境数据和所述农业状态数据结合生成监控结果数据。
优选的，所述目标农业区域包括多个分类种植区域，所述地面监控子系统包括多个用于对所述分类种植区域进行标记的地面标记装置和多个用于根据所述地面标记装置对所述分类种植区域进行影像采集的采集装置。
优选的，所述地面标记装置包括垂直设置在所述分类种植区域边缘的支撑杆，所述支撑杆的上端固定连接有主控机构和用于向所述主控机构供电的供电机构，所述采集装置进行影像采集过程中与其中若干个所述主控机构无线通信连接。
优选的，所述支撑杆的下端固定连接有多个沿圆周方向均匀分布的鳍片板，所述支撑杆的上端固定连接有两个相互平行的支撑板，所述主控机构固定设置在两个所述支撑板之间，两个所述支撑板之间还固定连接有用于保护所述主控机构的防雨罩，所述防雨罩呈倒置的碗状，所述主控机构位于所述防雨罩的内侧。
优选的，所述供电机构包括与两个所述支撑板均固定连接的碗状壳体，所述碗状壳体具有一个向上的开口，所述碗状壳体中固定设置有多个倾斜角度互不相同的太阳能发电板，所有所述太阳能发电板共同电性连接有用于向所述主控机构供电的电池。
优选的，所述碗状壳体的底部开设有多个排水孔，所述排水孔位于所述防雨罩的上方。
优选的，所述主控机构包括主控制器，所述主控制器电性连接有无线通信模块和定位模块，所述无线通信模块用于与所述采集装置无线通信连接，所述定位模块用于确定所述地面标记装置的位置。
优选的，所有所述采集装置共同通信连接有采集主机，所述采集主机与所述卫星遥感子系统通信连接。
本发明还提供一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监测方法，基于上述的基于卫星遥感技术的农业环境及状态监测系统，所述方法包括如下步骤：
S1、根据所述目标农业区域中的作物种植情况将所述目标农业区域划分出多个所述分类种植区域，每个所述分类种植区域中种植一种作物；
S2、在所述分类种植区域的边缘处设置多个所述地面标记装置；
S3、利用所述采集装置采集所述分类种植区域的影像，采集过程中所述采集装置基于所述地面标记装置确定所述分类种植区域；
S4、利用所述卫星遥感子系统获取所述目标农业区域的农业环境数据；
S5、根据所述分类种植区域对所述农业环境数据进行拆分获得多个与所述分类种植区域对应的农业环境子数据，并且将所述农业环境子数据与所述影像对应整合。
优选的，步骤S1中，所述分类种植区域呈多边形，所述多边形的每个顶点处设置一个所述地面标记装置，当一个所述顶点处需要设置多个所述地面标记装置时只设置一个所述地面标记装置。
本发明能够同时采集农业环境数据和农业状态数据，利用两种数据精确分析环境对作物的影响，从而便于及时展开对应措施，保障作物生产。
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，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是地面标记装置的设置方式示意图；
图2是地面标记装置的整体结构示意图；
图3是供电机构的结构示意图。
附图标记：1-分类种植区域，2-地面标记装置，3-支撑杆，4-鳍片板，5-支撑板，6-防雨罩，7-主控机构，8-碗状壳体，9-太阳能发电板，10-排水孔。
具体实施方式
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。
请参阅图1至3，图1是地面标记装置的设置方式示意图，图2是地面标记装置的整体结构示意图，图3是供电机构的结构示意图。
一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监控系统，包括卫星遥感子系统和地面监控子系统。
卫星遥感子系统用于获取目标农业区域的农业环境数据。农业环境数据包括气象数据等，属于本领域的常规选择，在此不再赘述。
地面监控子系统与卫星遥感子系统通信连接，地面监控子系统用于获取目标农业区域的农业状态数据，并且将农业环境数据和农业状态数据结合生成监控结果数据。农业状态数据包括目标农业区域的影像。
在使用时，首先利用卫星遥感子系统获取目标农业区域的农业环境数据，然后利用地面监控子系统获取目标农业区域的农业状态数据，最后将农业环境数据和农业状态数据结合，得到最终的监控结果数据，从而能够利用农业状态数据判断农业环境数据对作物的影响，进而便于快速展开应对措施，实现保障作物生产的效果。
本发明能够同时采集农业环境数据和农业状态数据，利用两种数据精确分析环境对作物的影响，从而便于及时展开对应措施，保障作物生产。
地面监控子系统的具体结构为：目标农业区域包括多个分类种植区域1，地面监控子系统包括多个用于对分类种植区域1进行标记的地面标记装置2和多个用于根据地面标记装置2对分类种植区域1进行影像采集的采集装置。采集装置在采集影像的过程中，可以利用地面标记装置2作为参考，从而精确确定分类种植区域1，进而提农业状态数据的精确度。
地面标记装置2的具体结构为：地面标记装置2包括垂直设置在分类种植区域1边缘的支撑杆3，支撑杆3的上端固定连接有主控机构7和用于向主控机构7供电的供电机构，采集装置进行影像采集过程中与其中若干个主控机构7无线通信连接。在确定好地面标记装置2的安装位置后，将支撑杆3插入到土壤中，采集装置在采集影像的过程中，可以通过与主控机构7进行无线通信以确定主控机构7的位置，进而确定地面标记装置2的位置，最终确定分类种植区域1的具体范围，除了能够确定地面标记装置2的位置之外，采集装置还可以在同时无线通信连接多个主控机构7时校正自身的位置，提升采集到的影像的精确度。
地面标记装置2具体的设置方式为：支撑杆3的下端固定连接有多个沿圆周方向均匀分布的鳍片板4，支撑杆3的上端固定连接有两个相互平行的支撑板5，主控机构7固定设置在两个支撑板5之间，两个支撑板5之间还固定连接有用于保护主控机构7的防雨罩6，防雨罩6呈倒置的碗状，主控机构7位于防雨罩6的内侧。利用鳍片板4能够提升支撑杆3的稳定性，防雨罩6能够避免雨水直接侵蚀主控机构7，从而保护主控机构7，进而保证主控机构7能够与采集装置配合辅助采集装置精确确定分类种植区域1的位置和面积。
供电机构的具体结构为：供电机构包括与两个支撑板5均固定连接的碗状壳体8，碗状壳体8具有一个向上的开口，碗状壳体8中固定设置有多个倾斜角度互不相同的太阳能发电板9，所有太阳能发电板9共同电性连接有用于向主控机构7供电的电池。太阳能发电板9用于将太阳能转化为电能，并且将电能输入到电池中，再由电池向主控机构7稳定地供电，将多个太阳能发电板9的角度设置为不同的状态，能够在太阳处于不同位置的时候都能够发电，提升了供电机构整体的发电效率，保证电池有足够的电能向主控机构7供电。
为了避免雨水沉积在碗状壳体8中造成太阳能发电板9的发电效率降低或者被污染，碗状壳体8的底部开设有多个排水孔10，排水孔10位于防雨罩6的上方。
主控机构7的具体结构为：主控机构7包括主控制器，主控制器电性连接有无线通信模块和定位模块，无线通信模块用于与采集装置无线通信连接，定位模块用于确定地面标记装置2的位置。在本发明中，主控制器可以采用ARM处理器，以降低能耗，无线通信模块可以采用WIFI模块，定位模块可以采用北斗模块或者GPS模块，均属于成熟的现有技术，在此不再赘述。
为了能够存储影像，以便于分析查看，所有采集装置共同通信连接有采集主机，采集主机与卫星遥感子系统通信连接。
在本发明一个具体的实施方式中，一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监控系统，包括卫星遥感子系统和地面监控子系统。
卫星遥感子系统用于获取目标农业区域的农业环境数据。农业环境数据包括气象数据等，属于本领域的常规选择，在此不再赘述。
地面监控子系统与卫星遥感子系统通信连接，地面监控子系统用于获取目标农业区域的农业状态数据，并且将农业环境数据和农业状态数据结合生成监控结果数据，农业状态数据包括目标农业区域的影像，目标农业区域包括多个分类种植区域1，地面监控子系统包括多个用于对分类种植区域1进行标记的地面标记装置2和多个用于根据地面标记装置2对分类种植区域1进行影像采集的采集装置，采集装置在采集影像的过程中，可以利用地面标记装置2作为参考，从而精确确定分类种植区域1，进而提农业状态数据的精确度，地面标记装置2包括垂直设置在分类种植区域1边缘的支撑杆3，支撑杆3的上端固定连接有主控机构7和用于向主控机构7供电的供电机构，采集装置进行影像采集过程中与其中若干个主控机构7无线通信连接，在确定好地面标记装置2的安装位置后，将支撑杆3插入到土壤中，采集装置在采集影像的过程中，可以通过与主控机构7进行无线通信以确定主控机构7的位置，进而确定地面标记装置2的位置，最终确定分类种植区域1的具体范围，除了能够确定地面标记装置2的位置之外，采集装置还可以在同时无线通信连接多个主控机构7时校正自身的位置，提升采集到的影像的精确度，支撑杆3的下端固定连接有多个沿圆周方向均匀分布的鳍片板4，支撑杆3的上端固定连接有两个相互平行的支撑板5，主控机构7固定设置在两个支撑板5之间，两个支撑板5之间还固定连接有用于保护主控机构7的防雨罩6，防雨罩6呈倒置的碗状，主控机构7位于防雨罩6的内侧，利用鳍片板4能够提升支撑杆3的稳定性，防雨罩6能够避免雨水直接侵蚀主控机构7，从而保护主控机构7，进而保证主控机构7能够与采集装置配合辅助采集装置精确确定分类种植区域1的位置和面积，供电机构包括与两个支撑板5均固定连接的碗状壳体8，碗状壳体8具有一个向上的开口，碗状壳体8中固定设置有多个倾斜角度互不相同的太阳能发电板9，所有太阳能发电板9共同电性连接有用于向主控机构7供电的电池，太阳能发电板9用于将太阳能转化为电能，并且将电能输入到电池中，再由电池向主控机构7稳定地供电，将多个太阳能发电板9的角度设置为不同的状态，能够在太阳处于不同位置的时候都能够发电，提升了供电机构整体的发电效率，保证电池有足够的电能向主控机构7供电，碗状壳体8的底部开设有多个排水孔10，排水孔10位于防雨罩6的上方。
一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监测方法，基于上述的基于卫星遥感技术的农业环境及状态监测系统，方法包括步骤S1至S5。
S1、根据目标农业区域中的作物种植情况将目标农业区域划分出多个分类种植区域1，每个分类种植区域1中种植一种作物。步骤S1中，分类种植区域1呈多边形。
S2、在分类种植区域1的边缘处设置多个地面标记装置2。分类种植区域1的每个顶点处设置一个地面标记装置2，当一个顶点处需要设置多个地面标记装置2时只设置一个地面标记装置2。即当两个相邻的分类种植区域1之间具有相同的边缘的时候，仅在该边缘的两个端点设置地面标记装置2即可，无需重复设置，以降低成本。
S3、利用采集装置采集分类种植区域1的影像，采集过程中采集装置基于地面标记装置2确定分类种植区域1。
S4、利用卫星遥感子系统获取目标农业区域的农业环境数据。
S5、根据分类种植区域1对农业环境数据进行拆分获得多个与分类种植区域1对应的农业环境子数据，并且将农业环境子数据与影像对应整合，因为影像即是农业状态数据，因此农业环境子数据和影像整合即可得到一条监控结果数据。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监控系统，其特征在于：包括卫星遥感子系统和地面监控子系统；
所述卫星遥感子系统用于获取目标农业区域的农业环境数据；
所述地面监控子系统与所述卫星遥感子系统通信连接，所述地面监控子系统用于获取所述目标农业区域的农业状态数据，并且将所述农业环境数据和所述农业状态数据结合生成监控结果数据。
2.如权利要求1所述的一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监控系统，其特征在于：所述目标农业区域包括多个分类种植区域（1），所述地面监控子系统包括多个用于对所述分类种植区域（1）进行标记的地面标记装置（2）和多个用于根据所述地面标记装置（2）对所述分类种植区域（1）进行影像采集的采集装置。
3.如权利要求2所述的一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监控系统，其特征在于：所述地面标记装置（2）包括垂直设置在所述分类种植区域（1）边缘的支撑杆（3），所述支撑杆（3）的上端固定连接有主控机构（7）和用于向所述主控机构（7）供电的供电机构，所述采集装置进行影像采集过程中与其中若干个所述主控机构（7）无线通信连接。
4.如权利要求3所述的一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监控系统，其特征在于：所述支撑杆（3）的下端固定连接有多个沿圆周方向均匀分布的鳍片板（4），所述支撑杆（3）的上端固定连接有两个相互平行的支撑板（5），所述主控机构（7）固定设置在两个所述支撑板（5）之间，两个所述支撑板（5）之间还固定连接有用于保护所述主控机构（7）的防雨罩（6），所述防雨罩（6）呈倒置的碗状，所述主控机构（7）位于所述防雨罩（6）的内侧。
5.如权利要求4所述的一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监控系统，其特征在于：所述供电机构包括与两个所述支撑板（5）均固定连接的碗状壳体（8），所述碗状壳体（8）具有一个向上的开口，所述碗状壳体（8）中固定设置有多个倾斜角度互不相同的太阳能发电板（9），所有所述太阳能发电板（9）共同电性连接有用于向所述主控机构（7）供电的电池。
6.如权利要求5所述的一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监控系统，其特征在于：所述碗状壳体（8）的底部开设有多个排水孔（10），所述排水孔（10）位于所述防雨罩（6）的上方。
7.如权利要求3所述的一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监控系统，其特征在于：所述主控机构（7）包括主控制器，所述主控制器电性连接有无线通信模块和定位模块，所述无线通信模块用于与所述采集装置无线通信连接，所述定位模块用于确定所述地面标记装置（2）的位置。
8.如权利要求7所述的一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监控系统，其特征在于：所有所述采集装置共同通信连接有采集主机，所述采集主机与所述卫星遥感子系统通信连接。
9.一种基于卫星遥感技术的农业环境及状态监测方法，基于如权利要求8所述的基于卫星遥感技术的农业环境及状态监控系统，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
S1、根据所述目标农业区域中的作物种植情况将所述目标农业区域划分出多个所述分类种植区域（1），每个所述分类种植区域（1）中种植一种作物；
S2、在所述分类种植区域（1）的边缘处设置多个所述地面标记装置（2）；
S3、利用所述采集装置采集所述分类种植区域（1）的影像，采集过程中所述采集装置基于所述地面标记装置（2）确定所述分类种植区域（1）；
S4、利用所述卫星遥感子系统获取所述目标农业区域的农业环境数据；
S5、根据所述分类种植区域（1）对所述农业环境数据进行拆分获得多个与所述分类种植区域（1）对应的农业环境子数据，并且将所述农业环境子数据与所述影像对应整合。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：步骤S1中，所述分类种植区域（1）呈多边形，所述多边形的每个顶点处设置一个所述地面标记装置（2），当一个所述顶点处需要设置多个所述地面标记装置（2）时只设置一个所述地面标记装置（2）。
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