农业机械学报

作者：张宏鸣,王佳佳,韩文霆,李书琴,王红艳,付振宇

单位：西北农林科技大学;宁夏智慧农业产业技术协同创新中心,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学;宁夏智慧农业产业技术协同创新中心,宁夏智慧农业产业技术协同创新中心;西部电子商务股份有限公司,西北农林科技大学,

关键词：冠层温度;热红外影像;正射影像;改进的Canny;SVM;小波变换

基金：国家自然科学基金项目（41771315、41371274）、国家重点研发计划项目（2017YFC0403200）、杨凌示范区产学研用协同创新重大项目（2018CXY-23）、宁夏自治区重点研发项目（2017BY067）和欧盟地平线2020研究与创新计划项目（GA:635750）

热红外影像较难直接提取作物冠层区域，因而无法获得较精准的作物冠层温度。本文以拔节期的玉米为研究对象，利用六旋翼无人机搭载热红外成像仪和大疆精灵四Pro无人机，获得热红外影像及正射影像。基于高分辨率正射影像，采用改进的Canny边缘检测算子、支持向量机（Support vector machine,SVM）和小波变换3种方法提取玉米冠层区域，将提取结果进行二值化处理后，在热红外影像中以此生成掩膜并提取玉米冠层温度。应用提取的矢量面分析提取效果并对3种提取算法的精度进行评价。实验结果表明，改进的Canny边缘检测算子提取效果最优、SVM算法次之、小波变换最差，提取精度分别为87.3%、74.5%、68.2%。同时，将手持测温仪测得的玉米冠层温度与提取的冠层温度进行误差分析，结果表明，基于改进的Canny边缘检测算子提取的玉米冠层温度与地面实测值相关性最高，决定系数R2=0.9295，SVM算法决定系数R2=0.8957，小波变换决定系数R2=0.8760。改进的Canny边缘检测算子能够更好地提取玉米冠层区域，获取更加精确的玉米冠层温度，从而能够更有效地监测玉米生理状况，进行旱情预测，制定合理的灌溉、施肥措施以提高玉米产量。

来源：2019年第4期

《农业机械学报》期刊编辑部

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