中國有獨特的棉花種植模式。中國新疆棉花種植采用寬、窄行交錯的密植方式增產,導致在這種分枝重疊的田間難以利用遙感技術準確估算棉花產量。
不同模型復雜背景圖像的分割結果
在這項研究中,無人機(UAV)成像和深度卷積神經網絡(DCNN)被用來估計密集種植的棉花產量。無人機在高度 5 m 處獲取棉田圖像。人工收獲棉鈴后稱重。然后,通過重組編碼器-解碼器并添加擴張卷積,構建了一個改進的 DCNN 模型(CD-SegNet),用于棉鈴圖像的像素級分割。此外,采用線性回歸分析建立棉鈴像素比與棉花產量之間的關系。最后,通過稱重收獲的棉花來驗證四個棉田產量的估計值。結果表明,CD-SegNet 優于其他測試模型,包括 SegNet、支持向量機 (SVM) 和隨機森林 (RF)。棉田產量估計的平均誤差低至 6.2%。
CD-SegNet分割結果與圖像中棉鈴面積比的比較。
a 測量數據與 CD-SegNet 分割結果之間的相關性; b 相對誤差分析
綜上所述,基于低空無人機成像的密植棉花產量估算是可行的。本研究為我國棉花產量估算提供了方法參考。
來源:Plant Methods.Yield estimation of high-density cotton fields using low-altitude UAV imaging and deep learning.Fei Li, Jingya Bai, Mengyun Zhang & Ruoyu Zhang
https://plantmethods.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13007-022-00881-3