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申请/专利权人：苏州朗禾农业科技有限公司

摘要：本发明涉及果树在线监测技术领域，是一种基于果树营养诊断的果园监管方法及系统，具体方法包括：获取果园环境数据和果树生长数据；构建果树长势分析模型，动态评估果树生长状态；根据果园环境数据构建环境分析模型，提取果树的果树实际营养差值，并根据果树营实时养值确定相应的果园监管调控策略，构建三维仿真数字化果园平台，实时将果树的实际营养差值及相应的果园监管调控策略可视化，并实时更新至三维仿真数字化果园平台。本发明解决了现有技术中，果树生长状态的评估可能不够动态和精确，难以实时反映果树的生长需求以及缺乏根据实际营养差值定制的果园监管调控策略，导致果园管理效率低下的问题。

主权项：1.一种基于果树营养诊断的果园监管方法，其特征在于：所述方法包括如下具体步骤：S1：建立传感器网络并通过传感器网络获取果园环境数据，同时通过卫星与无人机遥感系统获取果树生长数据；S2：根据果园果树生长数据构建果树长势分析模型，动态评估果树生长状态值；S3：根据果园环境数据构建环境分析模型，通过温湿度误差、光照误差及风速误差对果树生长状态的评估结果进行修正，并计算果树实际营养差值；S4：根据S2-S3，提取果树的果树实际营养差值，并根据果树实际营养差值确定相应的果园监管调控策略；S5：构建三维仿真数字化果园平台，实时将果树的实际营养差值及相应的果园监管调控策略可视化，并实时更新至三维仿真数字化果园平台；S2包括如下具体步骤：S21：提取果园的果树生长数据，建立果树的三维模型；S22：根据树冠高度数据H将果树的树冠均匀划分为N个数据采集层，其中，果树的三维模型中每个数据采集层的厚度为，为整数；S23：提取果树枝干生长数据，并将果树枝干生长数据导入果树枝干营养评估策略中计算获得果树枝干营养差值，所述果树枝干营养评估策略具体如下： ；其中：果树的三维模型中，第n个数据采集层中果树枝干的总数为X； 为果树的三维模型中第n个数据采集层的果树枝干营养差值； 为第x个果树枝干的枝干直径；为第n个数据采集层中果树枝干直径均值； 为第x个果树枝干的枝干长度；为第n个数据采集层中果树枝干长度均值； 为第x个果树枝干的枝干分支数量；为第n个数据采集层中果树枝干分支数量均值； 分别为果树枝干的枝干直径、枝干长度和枝干分支数量对枝干营养差值的影响占比系数；S2还包括如下具体步骤：S24：提取果树叶片生长图像数据，对所述果树叶片生长图像数据进行图像预处理，并提取预处理后果树叶片生长图像的叶片特征数据；所述图像预处理包括：增强果树叶片生长图像的对比度，并将增强对比度后的果树叶片生长图像进行灰度化处理；S25：构建叶片区域分类识别模型，通过叶片区域分类识别模型中的3个卷积层分别对果树叶片生长图像进行目标区域划分，其中所述卷积层中对果树叶片生长图像的阈值处理包括：其中，卷积层用于识别果树叶片生长图像中的叶片褶皱区域，卷积层中的阈值处理公式为；卷积层用于识别果树叶片生长图像中的叶片虫害区域，卷积层中的阈值处理公式为；卷积层用于识别果树叶片生长图像中的叶片健康区域，卷积层中的阈值处理公式为；目标区域的划分标准为：预设目标区域的阈值区间，当所述果树叶片生长图像中某一像素点的灰度值属于所述阈值区间时，则该像素点属于所述目标区域； 表示坐标为的像素点的灰度值； 分别为叶片褶皱区域的灰度最小阈值和灰度最大阈值；分别为叶片虫害区域的灰度最小阈值和灰度最大阈值；S2还包括如下具体步骤：S26：将叶片特征数据导入果树叶片营养评估策略中计算获得果树叶片营养差值，所述果树叶片营养评估策略具体如下： ；其中，分别为叶片颜色评估贡献因子、叶片褶皱评估贡献因子及叶片虫害评估贡献因子；果树的三维模型中，第x个果树枝干上叶片的总数为Y； 为果树的三维模型中第n个数据采集层的果树叶片营养差值； 为第x个枝干上第y个叶片的灰度值；为第x个枝干上所有叶片的灰度均值；根据S25，识别第x个枝干上第y个叶片获得U1个叶片褶皱区域和V1个叶片虫害区域； 为第x个枝干上第y个叶片的褶皱程度值； ，为第u1个叶片褶皱区域的灰度最大值点；为所有叶片褶皱区域中最接近的灰度值； 为第x个枝干上第y个叶片的虫害程度值； ，为第v1个叶片虫害区域的灰度最大值点；为所有叶片虫害区域中最接近的灰度值；S27：将果树枝干营养差值及果树叶片营养差值导入果树生长状态评估策略中，计算获取果树生长状态值Y，所述果树生长状态值的计算公式为：；S3包括如下具体步骤：S31：根据果树种类的生长特性，获取实验室状态下的果树目标长势的标准生长环境数据；S32：分别通过温度传感器、湿度传感器、光学传感器、风力传感器实时获取果树所处环境的环境温度数据、环境湿度数据、环境光照数据及环境风速数据；S33：通过温湿度误差、光照误差及风速误差对果树生长状态的评估结果进行修正，并计算果树实际营养差值，所述果树实际营养差值的计算策略如下： ；其中，为果树实际营养差值；均为多元回归系数； 为果树所处环境的环境温度数据、环境湿度数据； 为果树实验室标准环境下的环境温度数据、环境湿度数据； 为第n个数据采集层内，果树所处环境的环境光照数据及环境风速数据； 为第n个数据采集层内，果树在实验室标准环境下的环境光照数据及环境风速数据。

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