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申请/专利权人：江西省农业科学院蔬菜花卉研究所

摘要：本发明涉及农业种植病虫害管理的技术领域，公开了一种基于大数据的苦瓜枯萎病监测方法及系统，所述系统包括苦瓜枯萎病监测路径管理模块、苦瓜枯萎病识别管理模块和苦瓜枯萎病植株信息管理模块；该方法通过使用拍摄镜头精确采集每个监测点的苦瓜植株的叶片生长状态图像参数，同时结合智能识别算法与预设苦瓜叶枯萎状态图像参数进行苦瓜叶片状态分析，实现高效智能分析苦瓜枯萎病初步表现特征判断；通过拍摄镜头精确采集苦瓜叶枯萎状态叶片表面图像参数，并结合智能识别算法与苦瓜叶枯萎病斑点图像参数进行苦瓜枯萎病斑点表现特征识别分析。本发明通过苦瓜叶片的枯萎状态、枯萎病斑点特征多维度有序分析，实现苦瓜种植智能化、科学管理。

主权项：1.一种基于大数据的苦瓜枯萎病监测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、采集苦瓜种植区域地理空间模型数据，所述S1包括以下步骤：S11、通过三维激光扫描仪扫描苦瓜种植区域的三维空间模型并生成苦瓜种植区域地理空间模型数据，所述苦瓜种植区域地理空间模型数据包括苦瓜种植地层和苦瓜植株；S2、对所述苦瓜种植区域地理空间模型数据沿着苦瓜植株高度方向的水平面进行平面网格划分，建立空间直角坐标系计量平面网格交点的坐标值并生成苦瓜种植区域枯萎病监测点坐标数据，所述S2包括以下步骤：S21、对所述苦瓜种植区域地理空间模型数据沿着苦瓜植株高度方向的水平面采用边长为的正方形进行平面网格划分；S22、以所述苦瓜种植区域地理空间模型数据的底面作为坐标系的基面建立空间直角坐标系，计量平面网格划分的正方形网格交点在所述空间直角坐标系中的坐标值并生成苦瓜种植区域枯萎病监测点坐标数据集合；S3、采用数据识别算法对所述苦瓜种植区域枯萎病监测点坐标数据进行分析，计量出完成苦瓜种植区间所有监测点的枯萎病监测作业的最短路径并生成苦瓜种植枯萎病监测最优路径坐标数据，所述S3包括以下步骤：S31、采用数据识别算法对所述苦瓜种植区域枯萎病监测点坐标数据集合进行分析，计量出完成苦瓜种植区间所有监测点的枯萎病监测作业的最短路径并生成苦瓜种植枯萎病监测最优路径坐标数据集合，；其中表示苦瓜种植枯萎病监测最优路径坐标数据中第个坐标数据；表示苦瓜种植枯萎病监测最优路径坐标数据数量的最大值；采用数据识别算法计量出所述苦瓜种植枯萎病监测最优路径坐标数据集合包括以下步骤：S311、初始化基本控制参数：蛾群体规模N，最大迭代次数T；S312、初始化蛾群种群：在蛾群初始化阶段，在苦瓜种植区域枯萎病监测点坐标数据集合的搜索空间中，蛾种群数目为N，随机生成的N只蛾；S313、根据目标函数计算适应度值，即在苦瓜种植区域枯萎病监测点坐标数据集合搜索空间中搜索完成所有的苦瓜种植区域枯萎病监测点的枯萎病监测作业的最优路径的适应度值，开始算法迭代过程；S314、根据探路蛾位置，进行探路蛾的位置更新，基于目标函数计算探路蛾个体在苦瓜种植区域枯萎病监测点坐标数据集合搜索空间中搜索的完成所有的苦瓜种植区域枯萎病监测点的枯萎病监测作业的最优路径的适应度值，与初始种群适应度值作比较，选择数值最匹配的蛾个体作为光源，即引导蛾群主体的移动；S315、在勘探蛾阶段随着迭代次数增加，勘探蛾数目减少，勘探蛾绕探路蛾阶段找到的光源移动；S316、随着勘探蛾数目的减少，观察蛾的数目增多，观察蛾阶段观察蛾以高斯游走和学习机制来更新位置，将更新的位置根据目标函数计算适应度函数值，与勘探蛾阶段计算的适应度值作比较，适应度值大于或等于的观察蛾转化为勘探蛾，适应度值小于的作为探路蛾；S317、当达到最大迭代次数时，输出苦瓜种植枯萎病监测最优路径坐标数据集合，否则进入S313步骤继续进入下一代搜索；S4、监测设备依据所述苦瓜种植枯萎病监测最优路径坐标数据到达苦瓜枯萎病监测点时，采集监测点苦瓜叶生长状态图像特征数据，所述S4包括以下步骤：S41、监测设备依据所述苦瓜种植枯萎病监测最优路径坐标数据集合中的苦瓜种植枯萎病监测最优路径坐标数据有序到达苦瓜枯萎病监测点时，通过拍摄镜头采集监测点的苦瓜植株的苦瓜叶生长状态图像并生成监测点苦瓜叶生长状态图像特征数据集合，；其中表示采集第幅监测点苦瓜叶生长状态图像特征数据；表示监测点苦瓜叶生长状态图像特征数据数量的最大值；所述监测设备包括无人机搭载拍摄镜头；S5、采用数据识别算法将所述监测点苦瓜叶生长状态图像特征数据与苦瓜叶枯萎状态图像特征数据进行苦瓜叶生长状态的图像特征匹配，依据苦瓜叶生长状态的图像特征匹配结果生成苦瓜叶生长状态分析结果数据，所述S5包括以下步骤：S51、建立苦瓜叶枯萎状态图像特征数据集合，；其中表示第幅苦瓜叶枯萎状态图像特征数据；表示苦瓜叶枯萎状态图像特征数据数量的最大值；所述苦瓜叶枯萎状态包括苦瓜叶缺水枯萎状态、苦瓜叶枯萎病枯萎状态中任意一种；S52、采用如S31步骤中的数据识别算法将所述监测点苦瓜叶生长状态图像特征数据集合中的监测点苦瓜叶生长状态图像特征数据有序与苦瓜叶枯萎状态图像特征数据集合中的苦瓜叶枯萎状态图像特征数据进行苦瓜叶生长状态的图像特征匹配，依据苦瓜叶生长状态的图像特征匹配结果生成苦瓜叶生长状态分析结果数据；当与未匹配成功，表示苦瓜叶生长状态处于正常状态，则输出苦瓜叶生长状态分析结果数据为正常状态；当与匹配成功，表示苦瓜叶生长状态处于枯萎状态，则输出苦瓜叶生长状态分析结果数据为枯萎状态；S6、当所述苦瓜叶生长状态分析结果数据为枯萎状态时，采集苦瓜叶枯萎状态叶片表面图像特征数据；采用数据识别算法将所述苦瓜叶枯萎状态叶片表面图像特征数据与苦瓜叶枯萎病斑点图像特征数据进行苦瓜叶叶片表面图像特征、苦瓜叶枯萎病斑点图像特征匹配，依据苦瓜叶叶片表面图像特征、苦瓜叶枯萎病斑点图像之间的匹配结果生成苦瓜叶枯萎病判断结果数据，所述S6包括以下步骤：S61、当所述苦瓜叶生长状态分析结果数据为枯萎状态时，通过拍摄镜头采集枯萎状态下的苦瓜叶的叶片表面图像特征并建立苦瓜叶枯萎状态叶片表面图像特征数据集合，；其中表示采集的第幅苦瓜叶枯萎状态叶片表面图像特征数据；表示苦瓜叶枯萎状态叶片表面图像特征数据数量的最大值；S62、建立苦瓜叶枯萎病斑点图像特征数据集合，；表示第幅苦瓜叶枯萎病斑点图像特征数据；表示苦瓜叶枯萎病斑点图像特征数据数量的最大值，所述苦瓜叶枯萎病斑点表示苦瓜植株发生枯萎病表现特征为苦瓜叶片表面出现白色斑点；S63、采用如S31步骤中的数据识别算法将所述苦瓜叶枯萎状态叶片表面图像特征数据集合中的苦瓜叶枯萎状态叶片表面图像特征数据与苦瓜叶枯萎病斑点图像特征数据集合中的苦瓜叶枯萎病斑点图像特征数据进行苦瓜叶叶片表面图像特征、苦瓜叶枯萎病斑点图像特征匹配，依据苦瓜叶叶片表面图像特征、苦瓜叶枯萎病斑点图像之间的匹配结果生成苦瓜叶枯萎病判断结果数据；当与未匹配成功，表示枯萎状态苦瓜叶片表面未出现枯萎病表现特征的斑点，则输出苦瓜叶枯萎病判断结果数据为非枯萎病，执行按照所述苦瓜种植枯萎病监测最优路径坐标数据执行下一路径坐标位置的苦瓜植株枯萎病监测作业；当与匹配成功，表示枯萎状态苦瓜叶片表面出现枯萎病表现特征的斑点，则输出苦瓜叶枯萎病判断结果数据为枯萎病；S7、当所述苦瓜叶枯萎病判断结果数据为枯萎病时，获取所述苦瓜叶枯萎病判断结果数据、所述苦瓜种植枯萎病监测最优路径坐标数据，并采集苦瓜枯萎病植株所在空间温度、湿度、光照强度组合生成苦瓜枯萎病植株综合监测数据；将所述苦瓜枯萎病植株综合监测数据反馈到苦瓜种植监测中心，所述S7包括以下步骤：S71、当所述苦瓜叶枯萎病判断结果数据为枯萎病时，获取所述苦瓜叶枯萎病判断结果数据、所述苦瓜种植枯萎病监测最优路径坐标数据，同时分别通过无人机搭载温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器采集所述苦瓜种植枯萎病监测最优路径坐标数据对应位置的发生苦瓜枯萎病植株周围环境的空气温度、空气湿度、太阳光照强度；分别生成苦瓜枯萎病植株环境数据，其中表示苦瓜枯萎病植株环境空气温度数据；表示苦瓜枯萎病植株环境空气湿度数据；表示苦瓜枯萎病植株环境太阳光照强度数据；S72、将所述苦瓜叶枯萎病判断结果数据、所述苦瓜种植枯萎病监测最优路径坐标数据、所述苦瓜枯萎病植株环境数据组合生成苦瓜枯萎病植株综合监测数据，将所述苦瓜枯萎病植株综合监测数据通过物联网通信推送反馈到苦瓜种植监测中心；基于大数据的苦瓜枯萎病监测方法的苦瓜枯萎病监测系统，包括苦瓜枯萎病监测路径管理模块、苦瓜枯萎病识别管理模块、苦瓜枯萎病植株信息管理模块；所述苦瓜枯萎病监测路径管理模块包括苦瓜种植区域地理模型采集单元、苦瓜种植区域地理模型网格化坐标处理单元、苦瓜枯萎病监测路径计量单元；所述苦瓜种植区域地理模型采集单元，通过三维激光扫描仪采集苦瓜种植区域地理空间模型数据；所述苦瓜种植区域地理模型网格化坐标处理单元，对所述苦瓜种植区域地理空间模型数据沿着苦瓜植株高度方向的水平面进行平面网格划分，建立空间直角坐标系计量平面网格交点的坐标值并生成苦瓜种植区域枯萎病监测点坐标数据；所述苦瓜枯萎病监测路径计量单元，采用数据识别算法对所述苦瓜种植区域枯萎病监测点坐标数据进行分析，计量出完成苦瓜种植区间所有监测点的枯萎病监测作业的最短路径并生成苦瓜种植枯萎病监测最优路径坐标数据；所述苦瓜枯萎病识别管理模块包括苦瓜叶生长状态图像采集单元、苦瓜叶枯萎状态图像存储单元、苦瓜叶生长状态结果分析单元、苦瓜叶枯萎状态图像采集单元、苦瓜叶枯萎病斑点图像存储单元、苦瓜枯萎病结果判断单元；所述苦瓜叶生长状态图像采集单元，通过拍摄镜头采集监测点苦瓜叶生长状态图像特征数据；所述苦瓜叶枯萎状态图像存储单元，用于存储苦瓜叶枯萎状态图像特征数据；所述苦瓜叶生长状态结果分析单元，采用数据识别算法将所述监测点苦瓜叶生长状态图像特征数据与苦瓜叶枯萎状态图像特征数据进行苦瓜叶生长状态的图像特征匹配，依据苦瓜叶生长状态的图像特征匹配结果生成苦瓜叶生长状态分析结果数据；所述苦瓜叶枯萎状态图像采集单元，通过拍摄镜头采集苦瓜叶枯萎状态叶片表面图像特征数据；所述苦瓜叶枯萎病斑点图像存储单元，用于存储苦瓜叶枯萎病斑点图像特征数据；所述苦瓜枯萎病结果判断单元，采用数据识别算法将所述苦瓜叶枯萎状态叶片表面图像特征数据与苦瓜叶枯萎病斑点图像特征数据进行苦瓜叶叶片表面图像特征、苦瓜叶枯萎病斑点图像特征匹配，依据苦瓜叶叶片表面图像特征、苦瓜叶枯萎病斑点图像之间的匹配结果生成苦瓜叶枯萎病判断结果数据。

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百度查询： 江西省农业科学院蔬菜花卉研究所 一种基于大数据的苦瓜枯萎病监测方法及系统