农业机械学报

作者：李岩舟，覃锋，顾渝娟，韩阳春，田洪坤，乔曦

单位：广西大学,广西大学;中国农业科学院（深圳）农业基因组研究所,广州海关技术中心,江阴海关,中国农业科学院（深圳）农业基因组研究所;东北大学,广西大学;中国农业科学院（深圳）农业基因组研究所,

关键词：薇甘菊;监测;无人机遥感;聚类分析;模糊层次分析法

基金：国家重点研发计划项目(2021YFD1400100、2021YFD1400101)、南宁市重点研发计划项目(20192065)、国家自然科学基金青年科学基金项目(31801804)、深圳市大鹏新区科技创新和产业发展专项资金项目(PT202001-06)和南京海关科研项目(2020KJ10)

薇甘菊是世界十大有害杂草之一，其泛滥会对生态系统造成重大影响。建立一个高空间分辨率全域尺度的薇甘菊预警评估方法，是防治薇甘菊的关键手段之一。目前对薇甘菊的监测主要有人工踏查、卫星遥感监测，但前者效率低下而后者识别精度不够。以无人机为载体，通过采集待监测区域的薇甘菊彩色图像，应用Otsu-K-means、RGB、HSV色彩空间阈值分割算法以及K-means-RGB、K-means-HSV、K-means-RGB-HSV融合算法和MobileNetV3深度学习算法进行识别，采用召回率、精确率和均衡平均数F1值共3个评价指标对识别结果进行评价。实验结果表明K-means-RGB-HSV算法对盛花期薇甘菊的整体识别效果最佳。在此基础上，基于识别结果应用模糊层次分析法以及盖度公式，初步建立了薇甘菊的预警评估方法，划分了5个薇甘菊入侵危害等级，可根据所需监测精度的不同，设置不同尺寸的网格和辐射半径，绘制出薇甘菊入侵的精准分布热力图，能够清晰准确地体现不同区域的入侵薇甘菊的危害程度。在厘米级分辨率精度下，实现了基于无人机遥感的盛花期薇甘菊精准监测，为薇甘菊入侵的监测、预警和精准防治提供了有力支撑。

来源：2022年第11期

《农业机械学报》期刊编辑部

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