(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111659628.9 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 黑龙江省农业科 学院农业遥感与信 息研究所 地址 150086 黑龙江省哈尔滨市南岗区学 府路368号 (72)发明人 宋丽娟　郑妍妍　吴黎　解文欢　 毕洪文　郭燕　贺佳　庄家煜　 刘克宝　张效霏　张宇　辛蕊　 黄楠　叶万军　苏戈　 (74)专利代理 机构 北京国坤专利代理事务所 (普通合伙) 11491 代理人 王峰刚 (51)Int.Cl. G06V 20/10(2022.01)G06K 9/62(2022.01) G06Q 50/02(2012.01) G06V 10/80(2022.01) (54)发明名称 基于作物模型与 同化技术的作物长势遥感 监测系统及方法 (57)摘要 本发明属于农作物检测技术领域， 公开了一 种基于作物模型与同化技术的作物长势遥感监 测系统及方法， 所述基于作物模 型与同化技术的 作物长势遥感监测系统包括： 遥感数据获取模 块、 数据预处理模块、 数据传输模块、 中央控制模 块、 模型构建模块、 作物长势监测模块、 长势参数 提取模块、 长势参数同化模块、 数据存储模块、 更 新显示模块。 本发明提供的基于作物模型与同化 技术的作物长势遥感监测系统， 有效的提高了作 物监测的精度， 方法简便、 易于大面积推广应用。 同时本发明进行数据同化能够有效提高监测模 型的监测精度， 揭示长势变化规律， 保证结果的 稳定与可靠； 显著提高了作物 监测和灾损评估的 精度， 具有重要应用前 景。 权利要求书3页 说明书8页 附图5页 CN 114359725 A 2022.04.15 CN 114359725 A 1.一种基于作物模型与同化技术的作物长势遥感监测系统， 其特征在于， 所述基于作 物模型与同化 技术的作物长势遥感监测系统包括： 遥感数据获取模块， 与中央控制模块连接， 用于通过遥感数据获取设备采集待监测区 域作物的低空遥感多源数据； 其中， 所述多源数据是作物可见光图像、 多光谱图像和热 红外 图像的组合； 数据预处理模块， 与中央控制模块连接， 用于通过数据预处理程序对获取的待监测区 域作物的低空遥感多源数据进行 预处理， 包括： 对获取的待监测区域作物的低空遥感多源数据进行辐射定标和几何纠正处 理； 对纠正处理后的多源遥感数据进行时空维数据融合和光谱维数据融合： 采用时空适应 性反射率融合模型进行多源遥感数据的融合， 同时将光谱图像进行小波变换， 即将图像分 解到不同频率下的不同特征域上； 将分解后的低频分量和高频分量按一定的融合规则进 行 光谱维数据融合； 数据传输模块， 与中央控制模块连接， 用于通过数据传输设备将预处理后的待监测区 域作物的低空遥感多源数据发送至中央处 理器； 模型构建模块， 与中央控制模块连接， 用于通过模型构建程序根据预处理后的待监测 区域作物的低空遥感多源数据进行作物长势遥感监测模型的构建； 所述通过模型构建程序根据预处理后的待监测区域作物的低空遥感多源数据进行作 物长势遥感监测模型的构建包括： 获取融合后的多源遥感数据， 基于获取的多源遥感数据进行作物种植区域的提取； 选取多个光谱指数， 并生成对应光谱指数的旬最大值合成影像， 计算生成以旬为单位 的时间序列数据； 对所述时间序列数据进行滤波去噪和影像重建； 并分别计算选取的光谱指数在作物年 单产量中的权 重值， 构建综合 监测指标； 构建作物单产量与综合 监测指标的作物长势遥感监测模型。 2.如权利要求1所述的基于作物模型与同化技术的作物长势遥感监测系统， 其特征在 于， 所述基于作物模型与同化 技术的作物长势遥感监测系统， 还 包括： 中央控制模块， 与遥感数据获取模块、 数据预处理模块、 数据传输模块、 模型构建模块、 作物长势监测模块、 长势参数提取模块、 长势参数同化模块、 数据存储模块、 更新显示模块 连接， 用于通过中央处理器协调控制所述基于作 物模型与同化技术的作 物长势遥感监测系 统各个模块的正常运行； 作物长势监测模块， 与中央控制模块连接， 用于通过作物长势监测程序利用构建得到 的作物长势遥感监测模型进行作物长势监测， 并获得作物长势监测数据； 长势参数提取模块， 与中央控制模块连接， 用于通过长势参数提取程序提取作物长势 参数指标； 长势参数同化模块， 与中央控制模块连接， 用于通过长势参数同化程序对提取得到的 作物长势参数指标进行同化分析处 理； 数据存储模块， 与中央控制模块连接， 用于通过存储器存储获取的待监测区域作物的 低空遥感多源数据、 数据预处理结果、 作物长势遥感监测模型、 作物长势监测数据、 作物长 势参数指标以及长势参数同化结果；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114359725 A 2更新显示模块， 与中央控制模块连接， 用于通过显示器对获取的待监测区域作物的低 空遥感多源数据、 数据预处理结果、 作物长势遥感监测模型、 作物长势监测数据、 作物长势 参数指标以及长势参数同化结果的实时数据进行 更新显示。 3.如权利要求1所述的基于作物模型与同化技术的作物长势遥感监测系统， 其特征在 于， 所述进行辐射定标和几何纠正处 理包括： 辐射定标处理： 将影像的DN值转化为大气顶归一化光谱反射率， 采用FLAASH模型进行 大气纠正； 几何纠正处理： 以监测区的历史影像数据作为参考影像， 采用二次多项式方法对数据 进行几何精纠正。 4.如权利要求1所述的基于作物模型与同化技术的作物长势遥感监测系统， 其特征在 于， 所述选取的光谱指数包括 NDVI、 EVI和LAI 参数。 5.如权利要求2所述的基于作物模型与同化技术的作物长势遥感监测系统， 其特征在 于， 所述通过作物长势监测程序利用构建得到的作物长势遥感监测模型进行作物长势监 测， 并获得作物长势监测数据包括： 利用构建的作物长势遥感监测模型进行作物长势监测， 并得到对应作物的长势指数数 据； 根据修正用作物指数数据获得修正参数； 根据所述修正参数修正所述作物的长势指数 数据， 即可 得作物长势监测数据。 6.如权利要求5所述的基于作物模型与同化技术的作物长势遥感监测系统， 其特征在 于， 所述根据修正用作物指数 数据获得修 正参数包括： 根据所述监测用作物指数数据选择识别用关键时期； 在所述识别用关键时期， 基于所 述修正用作物指数 数据， 识别各像元对应的耕地 为未种植耕地或种植耕地； 对所述修正用遥感数据按照监测用遥感数据的图像分辨率重新采样； 获取重新采样后 各像元所覆盖的采样前未种植耕地和种植耕地的像元数量， 计算重新采样后各像元中未种 植耕地的比例， 所述未种植耕地的比例为所述的修 正参数。 7.如权利要求2所述的基于作物模型与同化技术的作物长势遥感监测系统， 其特征在 于， 所述长势参数同化模块中通过长势 参数同化程序对提取得到的作物长势 参数指标进 行 同化分析处 理， 包括： 获取预处理后的多源遥感数据， 确定作物种植区域， 对作物种植区域的多源遥感数据 进行反演获得作物长势数据； 将反演得到的作物长势数据和提取得到的作物长势参数指标结合起来进行数据同化， 得到优化的监测模型参数； 将得到的优化的监测模型参数代入监测模型， 得到反演同化的作物长势数据。 8.一种信息数据处理终端， 其特征在于， 所述信息数据处理终端用于实现如权利要求 1‑7任意一项所述基于作物模型与同化 技术的作物长势遥感监测系统。 9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品， 包括计算机可读程序， 供于电子 装置上执行时， 提供用户输入接口以应用如权利要求 1～7任意一项 所述的基于作 物模型与 同化技术的作物长势遥感监测系统。 10.一种计算机可读存储介质， 储存有指令， 当所述指令在计算机上运行时， 使得计算权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114359725 A 3