CN115761514A - 一种农田交替灌溉方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种农田交替灌溉方法及系统，包括：对目标农田进行划分，得到第一灌溉区域以及第二灌溉区域；判断第一灌溉区域或第二灌溉区域中作物的水分状态；若第一灌溉区域中作物的水分状态为缺水状态，则获取第一灌溉区域当前的第一土壤含水量和第二灌溉区域当前的第二土壤含水量，并判断第一土壤含水量和第二土壤含水量是否大于预设含水量阈值；若第一土壤含水量和第二土壤含水量均不大于预设含水量阈值，则发送灌溉指令，使对第一灌溉区域进行灌溉，直至第一土壤含水量的变化率小于预设阈值。能够降低当前作物处于作物水分胁迫恢复时间，依然对目标农田进行灌溉，从而导致土壤含水量实际含水量偏高而损害作物产量或质量的问题。
Description
技术领域
本发明属于农田交替灌溉技术领域，尤其涉及一种农田交替灌溉方法及系统。
背景技术
农田交替灌溉的目的是让农作物可以优质高产，取得最佳的经济效益。通常根据农田中的农作物类型不同、农田地质不同分为多种灌溉方式，如滴灌、喷灌、漫灌等。随着社会和科技的不断发展，灌溉方式也逐渐从最原始的人工灌溉向自动化灌溉进行转变。相关技术中，会采用智能灌溉系统对农田进行灌溉，而在自动化灌溉之前会根据农田大小、农作物类型设定灌溉时间，再基于设定的灌溉时间对农田进行灌溉。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：自动化灌溉的过程中，常采用单一的作物水分状态作为农田交替灌溉基准，但是作物具有一个胁迫恢复时间，这样会造成作物水分状态处于缺水，但土壤含水量正常或偏高时，依然对农田进行灌溉，从而导致土壤含水量实际含水量过高而损害作物产量或质量，难以满足作物精确灌溉的需求。
发明内容
本发明提供一种农田交替灌溉方法及系统，用于解决采用单一的作物水分状态作为农田交替灌溉基准，使得土壤含水量实际含水量过高而损害作物产量或质量，难以满足作物精确灌溉需求的技术问题。
第一方面，本发明提供一种农田交替灌溉方法，包括：对目标农田进行划分，得到第一灌溉区域以及第二灌溉区域；获取所述第一灌溉区域或所述第二灌溉区域的环境参数以及作物叶片的RGB图像、深度图像和近红外图像，并输入至预设的作物水分状态检测模型中，使判断所述第一灌溉区域或所述第二灌溉区域中作物的水分状态；若所述第一灌溉区域中作物的水分状态为缺水状态，则获取所述第一灌溉区域当前的第一土壤含水量和所述第二灌溉区域当前的第二土壤含水量，并判断所述第一土壤含水量和所述第二土壤含水量是否大于预设含水量阈值；若所述第一土壤含水量不大于预设含水量阈值且所述第二土壤含水量大于预设含水量阈值，则获取所述第一灌溉区域的第一土壤体积，并根据所述第一土壤含水量与预设含水量阈值的差值，以及所述第一土壤体积计算得到第一待灌溉用水量；根据所述第一待灌溉用水量发送灌溉指令，使对所述第一灌溉区域进行灌溉；若所述第一土壤含水量和所述第二土壤含水量均不大于预设含水量阈值，则发送灌溉指令，使对所述第一灌溉区域进行灌溉，直至所述第一土壤含水量恢复至预设含水量阈值，且所述第一土壤含水量的变化率小于预设阈值。
第二方面，本发明提供一种农田交替灌溉系统，包括：分类模块，配置为对目标农田进行划分，得到第一灌溉区域以及第二灌溉区域；第一判断模块，配置为获取所述第一灌溉区域或所述第二灌溉区域的环境参数以及作物叶片的RGB图像、深度图像和近红外图像，并输入至预设的作物水分状态检测模型中，使判断所述第一灌溉区域或所述第二灌溉区域中作物的水分状态；第二判断模块，配置为若所述第一灌溉区域中作物的水分状态为缺水状态，则获取所述第一灌溉区域当前的第一土壤含水量和所述第二灌溉区域当前的第二土壤含水量，并判断所述第一土壤含水量和所述第二土壤含水量是否大于预设含水量阈值；计算模块，配置为若所述第一土壤含水量不大于预设含水量阈值且所述第二土壤含水量大于预设含水量阈值，则获取所述第一灌溉区域的第一土壤体积，并根据所述第一土壤含水量与预设含水量阈值的差值，以及所述第一土壤体积计算得到第一待灌溉用水量；第一发送模块，配置为根据所述第一待灌溉用水量发送灌溉指令，使对所述第一灌溉区域进行灌溉；第二发送模块，配置为若所述第一土壤含水量和所述第二土壤含水量均不大于预设含水量阈值，则发送灌溉指令，使对所述第一灌溉区域进行灌溉，直至所述第一土壤含水量恢复至预设含水量阈值，且所述第一土壤含水量的变化率小于预设阈值。
第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的农田交替灌溉方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例的农田交替灌溉方法的步骤。
本申请的一种农田交替灌溉方法及系统，将目标农田划分为第一土壤区域和第二土壤区域，通过再次判断第一土壤含水量和第二土壤含水量是否大于预设含水量阈值，能够降低当前作物处于作物水分胁迫恢复时间，依然对目标农田进行灌溉，从而导致土壤含水量实际含水量偏高而损害作物产量或质量的问题，并且在第一土壤含水量不大于预设含水量阈值且第二土壤含水量大于预设含水量阈值时，采用计算得到定量的第一待灌溉用水量对第一土壤区域灌溉，在第一土壤含水量和第二土壤含水量均不大于预设含水量阈值，则直接发送灌溉指令，对第一灌溉区域进行灌溉，实现了考虑在不同灌溉区域之间水发生平行扩散，从而有效地达到了节水的目的和提高作物抗旱能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明一实施例提供的一种农田交替灌溉方法的流程图；
图2为本发明一实施例提供目标农田划分区域的平面示意图；
图3为本发明一实施例提供的一种农田交替灌溉系统的结构框图；
图4是本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
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。
请参阅图1，其示出了本申请的一种农田交替灌溉方法的流程图。
如图1所示，一种农田交替灌溉方法具体包括以下步骤：
步骤S101，对目标农田进行划分，得到第一灌溉区域以及第二灌溉区域。
在本实施例中，获取目标农田的平面图像；以目标农田两个走水渠之间的作物进行均分的划分规则，对目标农田进行间隔划分，得到第一灌溉区域以及第二灌溉区域。
具体地，通过无人机采集目标农田的图像信息，并当无人机飞行至目标农田中心点正上方时，通过无人机携带的GPS定位设备获取目标农田所处位置的定位信息，得到类似于如图2所示的目标农田的平面图，以目标农田各个走水渠为基准，并将两个走水渠之间的作物进行均分，一半划分为第一灌溉区域，另一半划分为第二灌溉区域，通过对第一灌溉区域以及第二灌溉区域进行交替灌溉，能够达到节水的目的，以及能够提高作为的抗旱性。
步骤S102，获取所述第一灌溉区域或所述第二灌溉区域的环境参数以及作物叶片的RGB图像、深度图像和近红外图像，并输入至预设的作物水分状态检测模型中，使判断所述第一灌溉区域或所述第二灌溉区域中作物的水分状态。
在本实施例中，以作物叶片的RGB图像、深度图像和近红外图像作为输入，以作物水分状态作为输出，构建作物水分状态检测的深度神经网络模型。
需要说明的是，培育建立作物水分状态检测模型所需的作物，设置不同的灌溉水平，使作物处于不同水分状态。每分钟采集环境参数以及作物叶片的RGB图像、深度图像、近红外图像和净光合速率；定义净光合速率最高的灌溉水平为灌溉基准，灌溉水平大于灌溉基准的作物水分状态判为不缺水状态，灌溉水平不大于灌溉基准的作物水分状态判为缺水状态。
具体地，所述作物叶片的RGB图像、深度图像和近红外图像采用RealSense的D435i深度相机进行采集。
步骤S103，若所述第一灌溉区域中作物的水分状态为缺水状态，则获取所述第一灌溉区域当前的第一土壤含水量和所述第二灌溉区域当前的第二土壤含水量，并判断所述第一土壤含水量和所述第二土壤含水量是否大于预设含水量阈值。
在本实施例中，若第一灌溉区域中作物的水分状态为缺水状态，则以根系深度、当前气象数据以及前一日土壤含水量为输入，以目标农田当前土壤含水量为输出，对神经网络进行训练，得到第一神经网络模型；以根系深度、当前气象数据、当前灌溉量和降雨量以及前一日土壤含水量为输入，以目标农田当前土壤含水量为输出，对神经网络进行训练，得到第二神经网络模型；获取当前的气象数据以及预测降雨量；根据当前的气象数据以及预测降雨量，采用第一神经网络模型或第二神经网络模型预测得到第一灌溉区域当前的第一土壤含水量和第二灌溉区域当前的第二土壤含水量。并且通过判断第一土壤含水量和第二土壤含水量是否大于预设含水量阈值，能够降低当前作物处于作物水分胁迫恢复时间，依然对目标农田进行灌溉，从而导致土壤含水量实际含水量偏高而损害作物产量或质量的问题。
需要说明的是，若第一土壤含水量大于预设含水量阈值，说明当前作物并不缺水，只是处于短暂的恢复时间，此时则在经过作物水分胁迫恢复时间后进行下一次作物水分状态检测。
在另一具体实施例中，若第二灌溉区域中作物的水分状态为缺水状态，则获取第一灌溉区域当前的第一土壤含水量和第二灌溉区域当前的第二土壤含水量，并判断第一土壤含水量和所述第二土壤含水量是否大于预设含水量阈值。
步骤S104，若所述第一土壤含水量不大于预设含水量阈值且所述第二土壤含水量大于预设含水量阈值，则获取所述第一灌溉区域的第一土壤体积，并根据所述第一土壤含水量与预设含水量阈值的差值，以及所述第一土壤体积计算得到第一待灌溉用水量。
在本实施例中，通过第一灌溉区域的第一土壤体积与第一土壤含水量与预设含水量阈值的差值相乘，计算得到第一待灌溉用水量，该第一待灌溉用水量是基于理论用于第一土壤含水量恢复至预设含水量阈值所需的用水量。
需要说明的是，由于第一灌溉区域与第二灌溉区域土壤相互衔接，在对第一灌溉区域进行灌溉时，处于第一灌溉区域的灌溉水容易侵染至第二灌溉区域，这样，容易导致第二灌溉区域的含水量上升，若此时，依旧对第一灌溉区域进行灌溉，会造成第二灌溉区域的含水量增加从而导致第二灌溉区域土壤含水量实际含水量过高而损害作物产量或质量。从而本实施例采用计算得到定量的第一待灌溉用水量，对第一灌溉区域进行灌溉，使得第一灌溉区域的土壤含水量能够增加但是恢复不到预设含水量阈值，能够提高第一灌溉区域的作物抗旱能力，同时第二灌溉区域的土壤含水量亦不会过高而造成损害作物产量或质量。
在另一具体实施例中，若第一土壤含水量大于预设含水量阈值且第二土壤含水量不大于预设含水量阈值，则获取第一灌溉区域的第一土壤体积，并根据第一土壤含水量与预设含水量阈值的差值，以及第一土壤体积计算得到第一待灌溉用水量。
具体地，通过第二灌溉区域的第二土壤体积与第二土壤含水量与预设含水量阈值的差值相乘，计算得到第二待灌溉用水量，该第二待灌溉用水量是基于理论用于第二土壤含水量恢复至预设含水量阈值所需的用水量。
步骤S105，根据所述第一待灌溉用水量发送灌溉指令，使对所述第一灌溉区域进行灌溉。
步骤S106，若所述第一土壤含水量和所述第二土壤含水量均不大于预设含水量阈值，则发送灌溉指令，使对所述第一灌溉区域进行灌溉，直至所述第一土壤含水量恢复至预设含水量阈值，且所述第一土壤含水量的变化率小于预设阈值。
在本实施例中，若第一土壤含水量和第二土壤含水量均不大于预设含水量阈值，则直接发送灌溉指令，对第一灌溉区域进行灌溉，在灌溉过程中，由于第一灌溉区域的灌溉水容易侵染至第二灌溉区域，从而会使得第一土壤含水量的变化率大于预设阈值；
当第一土壤含水量恢复至预设含水量阈值，且第一土壤含水量的变化率小于预设阈值，此时，说明第一灌溉区域中的灌溉水已经不再或缓慢侵染第二灌溉区域，从而第一灌溉区域的第一土壤含水量恢复至预设含水量阈值，第二灌溉区域由于侵染会使第二土壤含水量能够得到提高，考虑不同灌溉区域之间水发生平行扩散。
综上，本实施例的方法，将目标农田划分为第一土壤区域和第二土壤区域，通过再次判断第一土壤含水量和第二土壤含水量是否大于预设含水量阈值，能够降低当前作物处于作物水分胁迫恢复时间，依然对目标农田进行灌溉，从而导致土壤含水量实际含水量偏高而损害作物产量或质量的问题，并且在第一土壤含水量不大于预设含水量阈值且第二土壤含水量大于预设含水量阈值时，采用计算得到定量的第一待灌溉用水量对第一土壤区域灌溉，在第一土壤含水量和第二土壤含水量均不大于预设含水量阈值，则直接发送灌溉指令，对第一灌溉区域进行灌溉，实现了考虑在不同灌溉区域之间水发生平行扩散，从而有效地达到了节水的目的和提高作物抗旱能力。
请参阅图3，其示出了本申请的一种农田交替灌溉系统的结构框图。
如图3所示，农田交替灌溉系统200，包括分类模块210、第一判断模块220、第二判断模块230、计算模块240、第一发送模块250以及第二发送模块260。
其中，分类模块210，配置为对目标农田进行划分，得到第一灌溉区域以及第二灌溉区域；第一判断模块220，配置为获取所述第一灌溉区域或所述第二灌溉区域的环境参数以及作物叶片的RGB图像、深度图像和近红外图像，并输入至预设的作物水分状态检测模型中，使判断所述第一灌溉区域或所述第二灌溉区域中作物的水分状态；第二判断模块230，配置为若所述第一灌溉区域中作物的水分状态为缺水状态，则获取所述第一灌溉区域当前的第一土壤含水量和所述第二灌溉区域当前的第二土壤含水量，并判断所述第一土壤含水量和所述第二土壤含水量是否大于预设含水量阈值；计算模块240，配置为若所述第一土壤含水量不大于预设含水量阈值且所述第二土壤含水量大于预设含水量阈值，则获取所述第一灌溉区域的第一土壤体积，并根据所述第一土壤含水量与预设含水量阈值的差值，以及所述第一土壤体积计算得到第一待灌溉用水量；第一发送模块250，配置为根据所述第一待灌溉用水量发送灌溉指令，使对所述第一灌溉区域进行灌溉；第二发送模块260，配置为若所述第一土壤含水量和所述第二土壤含水量均不大于预设含水量阈值，则发送灌溉指令，使对所述第一灌溉区域进行灌溉，直至所述第一土壤含水量恢复至预设含水量阈值，且所述第一土壤含水量的变化率小于预设阈值。
应当理解，图3中记载的诸模块与参考图1中描述的方法中的各个步骤相对应。由此，上文针对方法描述的操作和特征以及相应的技术效果同样适用于图3中的诸模块，在此不再赘述。
在另一些实施例中，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行上述任意方法实施例中的农田交替灌溉方法；
作为一种实施方式，本发明的计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：
对目标农田进行划分，得到第一灌溉区域以及第二灌溉区域；
获取所述第一灌溉区域或所述第二灌溉区域的环境参数以及作物叶片的RGB图像、深度图像和近红外图像，并输入至预设的作物水分状态检测模型中，使判断所述第一灌溉区域或所述第二灌溉区域中作物的水分状态；
若所述第一灌溉区域中作物的水分状态为缺水状态，则获取所述第一灌溉区域当前的第一土壤含水量和所述第二灌溉区域当前的第二土壤含水量，并判断所述第一土壤含水量和所述第二土壤含水量是否大于预设含水量阈值；
若所述第一土壤含水量不大于预设含水量阈值且所述第二土壤含水量大于预设含水量阈值，则获取所述第一灌溉区域的第一土壤体积，并根据所述第一土壤含水量与预设含水量阈值的差值，以及所述第一土壤体积计算得到第一待灌溉用水量；
根据所述第一待灌溉用水量发送灌溉指令，使对所述第一灌溉区域进行灌溉；
若所述第一土壤含水量和所述第二土壤含水量均不大于预设含水量阈值，则发送灌溉指令，使对所述第一灌溉区域进行灌溉，直至所述第一土壤含水量恢复至预设含水量阈值，且所述第一土壤含水量的变化率小于预设阈值。
计算机可读存储介质可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据农田交替灌溉系统的使用所创建的数据等。此外，计算机可读存储介质可以包括高速随机存取存储器，还可以包括存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，计算机可读存储介质可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至农田交替灌溉系统。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
图4是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图，如图4所示，该设备包括：一个处理器310以及存储器320。电子设备还可以包括：输入装置330和输出装置340。处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。存储器320为上述的计算机可读存储介质。处理器310通过运行存储在存储器320中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例农田交替灌溉方法。输入装置330可接收输入的数字或字符信息，以及产生与农田交替灌溉系统的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置340可包括显示屏等显示设备。
上述电子设备可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
作为一种实施方式，上述电子设备应用于农田交替灌溉系统中，用于客户端，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：
对目标农田进行划分，得到第一灌溉区域以及第二灌溉区域；
获取所述第一灌溉区域或所述第二灌溉区域的环境参数以及作物叶片的RGB图像、深度图像和近红外图像，并输入至预设的作物水分状态检测模型中，使判断所述第一灌溉区域或所述第二灌溉区域中作物的水分状态；
若所述第一灌溉区域中作物的水分状态为缺水状态，则获取所述第一灌溉区域当前的第一土壤含水量和所述第二灌溉区域当前的第二土壤含水量，并判断所述第一土壤含水量和所述第二土壤含水量是否大于预设含水量阈值；
若所述第一土壤含水量不大于预设含水量阈值且所述第二土壤含水量大于预设含水量阈值，则获取所述第一灌溉区域的第一土壤体积，并根据所述第一土壤含水量与预设含水量阈值的差值，以及所述第一土壤体积计算得到第一待灌溉用水量；
根据所述第一待灌溉用水量发送灌溉指令，使对所述第一灌溉区域进行灌溉；
若所述第一土壤含水量和所述第二土壤含水量均不大于预设含水量阈值，则发送灌溉指令，使对所述第一灌溉区域进行灌溉，直至所述第一土壤含水量恢复至预设含水量阈值，且所述第一土壤含水量的变化率小于预设阈值。
本领域技术人员可以理解，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种农田交替灌溉方法，其特征在于，包括：
对目标农田进行划分，得到第一灌溉区域以及第二灌溉区域；
获取所述第一灌溉区域或所述第二灌溉区域的环境参数以及作物叶片的RGB图像、深度图像和近红外图像，并输入至预设的作物水分状态检测模型中，使判断所述第一灌溉区域或所述第二灌溉区域中作物的水分状态；
若所述第一灌溉区域中作物的水分状态为缺水状态，则获取所述第一灌溉区域当前的第一土壤含水量和所述第二灌溉区域当前的第二土壤含水量，并判断所述第一土壤含水量和所述第二土壤含水量是否大于预设含水量阈值；
若所述第一土壤含水量不大于预设含水量阈值且所述第二土壤含水量大于预设含水量阈值，则获取所述第一灌溉区域的第一土壤体积，并根据所述第一土壤含水量与预设含水量阈值的差值，以及所述第一土壤体积计算得到第一待灌溉用水量；
根据所述第一待灌溉用水量发送灌溉指令，使对所述第一灌溉区域进行灌溉；
若所述第一土壤含水量和所述第二土壤含水量均不大于预设含水量阈值，则发送灌溉指令，使对所述第一灌溉区域进行灌溉，直至所述第一土壤含水量恢复至预设含水量阈值，且所述第一土壤含水量的变化率小于预设阈值。
2.根据权利要求1所述的一种农田交替灌溉方法，其特征在于， 所述对目标农田进行划分，得到第一灌溉区域以及第二灌溉区域，包括：
获取所述目标农田的平面图像；
以所述目标农田两个走水渠之间的作物进行均分的划分规则，对所述目标农田进行间隔划分，得到所述第一灌溉区域以及所述第二灌溉区域。
3.根据权利要求1所述的一种农田交替灌溉方法，其特征在于，其中，所述作物水分状态检测模型具体为：
以作物叶片的RGB图像、深度图像和近红外图像作为输入，以作物水分状态作为输出，构建作物水分状态检测的深度神经网络模型。
4.根据权利要求1所述的一种农田交替灌溉方法，其特征在于，所述获取所述第一灌溉区域当前的第一土壤含水量和所述第二灌溉区域当前的第二土壤含水量，包括：
以根系深度、当前气象数据以及前一日土壤含水量为输入，以所述目标农田当前土壤含水量为输出，对神经网络进行训练，得到第一神经网络模型；
以根系深度、当前气象数据、当前灌溉量和降雨量以及前一日土壤含水量为输入，以所述目标农田当前土壤含水量为输出，对神经网络进行训练，得到第二神经网络模型；
获取当前的气象数据以及预测降雨量；
根据所述当前的气象数据以及预测降雨量，采用所述第一神经网络模型或所述第二神经网络模型预测得到所述第一灌溉区域当前的第一土壤含水量和所述第二灌溉区域当前的第二土壤含水量。
5.根据权利要求1所述的一种农田交替灌溉方法，其特征在于，在判断所述第一灌溉区域或所述第二灌溉区域当前的土壤含水量是否大于预设阈值之后，所述方法还包括：
若所述第一土壤含水量大于预设含水量阈值，则在经过作物水分胁迫恢复时间后进行下一次作物水分状态检测。
6.一种农田交替灌溉系统，其特征在于，包括：
分类模块，配置为对目标农田进行划分，得到第一灌溉区域以及第二灌溉区域；
第一判断模块，配置为获取所述第一灌溉区域或所述第二灌溉区域的环境参数以及作物叶片的RGB图像、深度图像和近红外图像，并输入至预设的作物水分状态检测模型中，使判断所述第一灌溉区域或所述第二灌溉区域中作物的水分状态；
第二判断模块，配置为若所述第一灌溉区域中作物的水分状态为缺水状态，则获取所述第一灌溉区域当前的第一土壤含水量和所述第二灌溉区域当前的第二土壤含水量，并判断所述第一土壤含水量和所述第二土壤含水量是否大于预设含水量阈值；
计算模块，配置为若所述第一土壤含水量不大于预设含水量阈值且所述第二土壤含水量大于预设含水量阈值，则获取所述第一灌溉区域的第一土壤体积，并根据所述第一土壤含水量与预设含水量阈值的差值，以及所述第一土壤体积计算得到第一待灌溉用水量；
第一发送模块，配置为根据所述第一待灌溉用水量发送灌溉指令，使对所述第一灌溉区域进行灌溉；
第二发送模块，配置为若所述第一土壤含水量和所述第二土壤含水量均不大于预设含水量阈值，则发送灌溉指令，使对所述第一灌溉区域进行灌溉，直至所述第一土壤含水量恢复至预设含水量阈值，且所述第一土壤含水量的变化率小于预设阈值。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至5任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述的方法。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN116195495A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-06-02 | 贵州省园艺研究所(贵州省园艺工程技术研究中心) | 一种基于物联网技术进行节水灌溉的方法和系统 |
| CN117114450A (zh) * | 2023-10-19 | 2023-11-24 | 江西农业大学 | 一种灌溉用水决策方法及系统 |
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2022
- 2022-12-16 CN CN202211617697.8A patent/CN115761514A/zh not_active Withdrawn
Cited By (4)
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