基于无人机遥感的小麦全蚀病监测系统设计与实现
本文关键词：基于无人机遥感的小麦全蚀病监测系统设计与实现
更多相关文章： 无人机遥感 图像处理技术 模糊识别 Java Web技术
【摘要】：随着信息化技术在农业生产中的应用和发展,以图像处理为基础的作物病害状况监测技术逐渐成为人们的研究热点。目前通过图像处理技术对小麦病害状况的监测研究都集中在白粉病、叶锈病、条锈病等领域,对小麦全蚀病监测方面的研究较少。本文使用无人机遥感采集大田环境小麦全蚀病图像,在以数字图象处理技术和模糊聚类图像分割的基础上,利用Java web技术设计并实现了小麦全蚀病监测系统。通过无人机采集小麦全蚀病病害图像,在专家意见的指导下把小麦全蚀病等级分为4级,即健康H、轻度LH、中度M、重度S。首先对图像进行图像增强、图像去噪,然后分别把图像转换成RGB、HSV、CIE Lab三种不同的颜色空间,提取灰度统计量特征和颜色特征共计33个特征分量,特征分量归一化之后,使用遗传算法进行特征优化选择,最终选择灰度统计量特征3个和15个颜色特征,使用这18个特征参数作为模式识别的全部知识对模式空间进行划分;对于大田环境的小麦全蚀病图像经过预处理后使用模糊C均值聚类分割算法进行聚类分割,分割结果作为验证样本进行识别,对训练样本集的4中不同程度小麦全蚀病病害图像利用模糊C均值算法进行聚类,然后用模糊模式识别方法设计分类器,最后用该分类器对验证样本集体进行了识别。对于小麦全蚀病的4种不同程度病害均取得了较满意的识别效果,平均识别准确率达到了85.9%,说明了基于遗传算法的特征提取和基于模糊识别分类器设计的合理性,以及应用模糊C均值聚类分割算法对不同病害程度小麦全蚀病图像分割的可行性。采用Java编程语言,以MySQL为底层数据存储,以Tomcat为应用服务器,使用SSH三大技术开发底层,运用MVC三层架构,设计并实现了小麦全蚀病监测系统。系统基于B/S模式设计,包括用户管理、图像管理、图像分析结果管理、专家意见管理等模块,提供了用户图像上传、用户图像管理、图像分析及结果查询等功能。通过小麦全蚀病监测系统的设计与实现,使用户进行远程监测小麦全蚀病病害状况成为可用,为今后农田实时监测体系提供了技术支撑。
【关键词】：无人机遥感 图像处理技术 模糊识别 Java Web技术
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP751;S435.12
【目录】：
- 致谢4-8
- 摘要8-9
- 1 文献综述9-17
- 1.1 小麦全蚀病研究进展9-10
- 1.2 无人机遥感技术概述10-13
- 1.2.1 国外无人机遥感技术在农业中的研究进展11-12
- 1.2.2 无人机遥感技术在我国农业中的研究进展12-13
- 1.3 图像处理技术概述13-15
- 1.3.1 图像处理技术在作物生长监测中的研究进展13-14
- 1.3.2 图像处理技术在作物病害监测中的研究进展14-15
- 1.4 图像处理技术在小麦全蚀病监测中的研究进展15-16
- 1.5 本文的组织结构16-17
- 2 引言17-18
- 2.1 研究背景17
- 2.2 研究目的17
- 2.3 研究意义17-18
- 3 研究材料与方法18-26
- 3.1 田间数据调查18
- 3.2 小麦图像的获取18-19
- 3.3 开发工具介绍19
- 3.4 小麦不同病害程度图像预处理19-23
- 3.4.1 小麦图像灰度变换处理19-20
- 3.4.2 小麦图像平滑处理20-23
- 3.5 小麦图像增强处理23-26
- 3.5.1 图像的直方图23
- 3.5.2 直方图均衡化23
- 3.5.3 小麦图像直方图均衡化处理23-26
- 4 小麦全蚀病图像特征参数的提取和选择26-36
- 4.1 全蚀病图像特征参数提取26-32
- 4.1.1 提取图像直方图统计量特征26-27
- 4.1.2 提取小麦图像的颜色特征27-32
- 4.2 基于遗传算法的特征提取32-34
- 4.2.1 数据归一化处理32
- 4.2.2 遗传算法32-33
- 4.2.3 特征选择算法设计33-34
- 4.3 选择结果34-36
- 5 小麦全蚀病病害图像分割和识别36-45
- 5.1 模糊数学和模糊聚类36-37
- 5.1.1 模糊数学36
- 5.1.2 模糊聚类分析36-37
- 5.2 基于模糊C均值聚类的小麦全蚀病图像分割37-40
- 5.2.1 模糊聚类与图像分割37-38
- 5.2.2 FCM算法38-39
- 5.2.3 基于FCM的小麦全蚀病图像分割39-40
- 5.3 小麦全蚀病模糊模式识别40-42
- 5.3.1 模糊模式识别原理40-41
- 5.3.2 小麦全蚀病模糊模式识别的分类设计41-42
- 5.4 小麦全蚀病图像的分类算法42-43
- 5.5 实验结果分析43-45
- 6 小麦全蚀病监测系统设计与实现45-62
- 6.1 系统功能结构分析与设计45-47
- 6.1.1 系统功能分析45-46
- 6.1.2 小麦全蚀病监测系统的业务流程46-47
- 6.1.3 图像处理系统设计47
- 6.2 系统数据库设计47-50
- 6.3 系统技术架构50-55
- 6.3.1 系统开发环境50
- 6.3.2 WEB框架搭建50-55
- 6.4 图像处理模块算法实现55-58
- 6.5 系统功能实现58-62
- 7 结果与展望62-63
- 参考文献63-68
- ABSTRACT68-69
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 肖芬;沼肥防治小麦全蚀病效果显著[J];农村能源;2001年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李洪连;韩世平;袁虹霞;邢小平;白小冬;;2009年河南省小麦全蚀病暴发原因分析及防治对策[A];中国植物病理学会2009年学术年会论文集[C];2009年
2 宋喜梅;;小麦全蚀病的发生症状、规律与防治措施[A];河南省植保学会第九次、河南省昆虫学会第八次、河南省植病学会第三次会员代表大会暨学术讨论会论文集[C];2009年
3 马国岭;薛伟伟;张玉红;陈光;;漯河市小麦全蚀病防控与综合治理技术[A];河南省植物病害研究进展——河南省植物病理学与现代农业学术讨论会论文集[C];2011年
4 卢素华;吴新会;刘永宁;李景红;;小麦全蚀病在我县的发生防治现状及防治思路[A];河南省植物病害研究进展——河南省植物病理学与现代农业学术讨论会论文集[C];2011年
5 韩世平;刘辉志;马巍;曹喜正;曹海昌;;河南省小麦全蚀病防控示范试验研究报告[A];河南省植物病害研究进展——河南省植物病理学与现代农业学术讨论会论文集[C];2011年
6 乔宏萍;黄丽丽;王伟伟;高小宁;康振生;;小麦全蚀病生防放线菌的分离与筛选[A];中国植物病理学第七届青年学术讨论会论文集[C];2005年
7 冯之杰;;防治小麦全蚀病药剂研究[A];第二十一届全国农药械“双交会”论文集[C];2005年
8 张春巧;;小麦全蚀病的发生为害及防治技术[A];第二十一届全国农药械“双交会”论文集[C];2005年
9 刘社芳;;适乐时、立克莠拌种和蚀敌春季处理防治小麦全蚀病试验研究[A];河南省植物保护研究进展Ⅱ（上）[C];2007年
10 邢彩云;胡锐;苏聪玲;柴升;李延伦;张留海;张伟;;小麦全蚀病药剂防治试验研究[A];河南省植物保护研究进展Ⅱ（上）[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 郭开元 王乃红;小麦全蚀病综合防治技术[N];山西科技报;2001年
2 灵寿县农牧局 周树梅 梁文凯 董玉霞 高全国 行唐县农业技术推广中心 韩丽娟;小麦全蚀病“自然衰退” 我们忙什么[N];河北科技报;2006年
3 邢台市隆尧县农业局 郑卫红;采用综合技术控制小麦全蚀病[N];河北农民报;2008年
4 河北方舟农业科技有限公司高级农艺师 李长明;防治小麦全蚀病抓3点[N];河北农民报;2008年
5 定州市杨家庄乡农技站 郑娜;小麦全蚀病重在预防[N];河北科技报;2009年
6 苏国营;小麦全蚀病的危害及防治新技术[N];河南科技报;2009年
7 河北省东光县农业局农技站高级农艺师 生玉芹;如何有效防控小麦全蚀病[N];河南科技报;2009年
8 沈宽远 肖艳;小麦全蚀病防治有妙招[N];农资导报;2010年
9 海南江河农药化工厂 李长明;应重视小麦全蚀病的防治[N];河南科技报;2011年
10 刘忠强;小麦全蚀病的发生与防治[N];河北科技报;2012年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 余永廷;小麦全蚀病菌胞外β-1，3-葡聚糖酶的分离纯化及其在致病过程中的免疫标记定位[D];西北农林科技大学;2008年
2 陈怀谷;小麦全蚀病菌的遗传组成和病害的防治技术研究[D];南京农业大学;2012年
3 刘冰;小麦全蚀病生防内生细菌及其抗菌活性物质的研究[D];西北农林科技大学;2008年
4 乔宏萍;小麦内生细菌对小麦全蚀病的生物防治研究[D];西北农林科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王翠;河南省小麦全蚀病菌变种类型鉴定及分子检测[D];河南农业大学;2013年
2 周磊;小麦全蚀病防治关键技术研究及应用[D];河南农业大学;2012年
3 孔少元;小麦全蚀病拮抗芽孢杆菌的分离筛选及盆栽生防试验[D];河北农业大学;2015年
4 陈海中;小麦全蚀病菌拮抗菌株e笊秆 ⒓ā⒂毡浼胺佬Р舛╗D];安徽农业大学;2014年
5 郑青松;小麦全蚀病生防细菌的筛选鉴定及其在小麦根际定殖的研究[D];南京农业大学;2014年
6 付巍;小麦全蚀病无人机遥感监测研究[D];河南农业大学;2015年
7 焦红涛;小麦全蚀病高光谱遥感识别方法研究[D];河南农业大学;2014年
8 李振兴;基于无人机遥感的小麦全蚀病监测系统设计与实现[D];河南农业大学;2016年
9 余永廷;小麦全蚀病菌胞外β-1，，3-葡聚糖酶Ⅱ的分离纯化及性质研究[D];西北农林科技大学;2005年
10 孙虎;小麦全蚀病生物防治研究及品种抗性鉴定[D];河南农业大学;2004年
本文编号：587153
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/587153.html
