买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：农芯(南京)智慧农业研究院有限公司

摘要：本发明专利公开基于多光谱影像的淡水养殖池塘溶解氧浓度监测方法，包括a.在螃蟹养殖基地，无人机对整个养殖池塘进行多光谱影像数据采集，针对局部养殖池塘同步采集水样数据并获取对应的叶绿素a浓度和溶解氧浓度；b.提取局部养殖池塘采集水样数据对应的最终光谱反射率数据，c.利用步骤b中采集水样数据的最终光谱反射率数据，并筛选溶解氧浓度的敏感光谱指数和叶绿素a浓度的敏感光谱指数，d.用森林算法构建叶绿素a浓度估测模型和溶解氧浓度估测模型；e.绘制整个养殖池塘的叶绿素a浓度空间分布图；f.绘制整个养殖池塘的溶解氧浓度空间分布图；本发明能够有效地估测养殖池塘的溶解氧浓度，实现全面、实时、精确地监测养殖池塘的溶解氧浓度。

主权项：1.基于多光谱影像的淡水养殖池塘溶解氧浓度监测方法，其特征在于，包括如下步骤：a.在螃蟹养殖基地，无人机对整个养殖池塘进行多光谱影像数据采集，针对局部养殖池塘同步采集水样数据，水样数据采集完成后送往实验室进行化学检验，获取对应的叶绿素a浓度和溶解氧浓度，获取的叶绿素a浓度和溶解氧浓度均划分为7:3，70％数据作为模型训练集数据，30％数据作为模型验证集数据；b.基于步骤a获得的无人机多光谱影像数据，提取局部养殖池塘采集水样数据对应的最终光谱反射率数据，多光谱数据拥有5个波段数据，分别为蓝R1、绿R2、红R3、红边R4、近红外R5波段，其中心波长依次为[R1450nm，R2560nm，R3650nm，R4730nm，R5840nm]；根据实地采样点的空间位置所在像元为中心，构建6*6矩阵感兴趣区，取感兴趣区内光谱反射率的均值作为该采样点的最终光谱反射率；c.利用步骤b中采集水样数据的最终光谱反射率数据，将各个波段的最终光谱反射率数据进行组合，通过加减乘除组合或者微分求导计算得到叶绿素a浓度或溶解氧浓度的敏感光谱指数，根据相关性系数|r|0.4，筛选满足条件的敏感光谱指数；相关性系数r的计算公式如下： 其中，xi为叶绿素a浓度或溶解氧浓度的实测值，yi为叶绿素a浓度或溶解氧浓度对应的敏感光谱指数，和分别是xi和yi的平均值；d.基于步骤c筛选的溶解氧浓度的敏感光谱指数和叶绿素a浓度的敏感光谱指数，利用森林算法构建叶绿素a浓度估测模型和溶解氧浓度估测模型；将训练集数据对应的叶绿素a浓度的敏感光谱指数作为模型的输入特征，利用验证集数据对叶绿素a浓度进行估测，然后对叶绿素a浓度估测模型进行模型性能评估；将叶绿素a浓度估测值和溶解氧浓度的敏感光谱指数作为溶解氧浓度估测模型的输入特征，对溶解氧浓度进行估测，然后，对溶解氧浓度估测模型进行模型性能评估；评估时，使用决定系数R2、均方根误差RMSE对叶绿素a浓度估测模型和溶解氧浓度估测模型的性能评估进行评价，当决定系数R2＞0.7且均方根误差RMSE低于2μgL则认为叶绿素a浓度估测模型性能好且满足要求；当决定系数R2＞0.7且均方根误差RMSE低于3μgL则认为溶解氧浓度估测模型性能好且满足要求；其中R2、RMSE的计算公式具体如下： 式中，ki为水质参数叶绿素a浓度与溶解氧浓度的预测值，为水质参数叶绿素a浓度与溶解氧浓度的实测值，为水质参数浓度与溶解氧浓度实测值的平均值，n为采样点数；e.基于无人机采集的整个养殖池塘的多光谱影像数据，重复步骤c和步骤d，计算整个养殖池塘的叶绿素a浓度的敏感光谱指数；然后将整个养殖池塘的叶绿素a浓度的敏感光谱指数作为模型输入特征，导入步骤d中训练好的叶绿素a浓度估测模型，绘制整个养殖池塘的叶绿素a浓度空间分布图；f.基于步骤c、步骤d和步骤e，计算整个养殖池塘的溶解氧浓度的敏感光谱指数，将整个养殖池塘的溶解氧浓度的敏感光谱指数和叶绿素a浓度空间分布图作为模型输入特征，导入步骤d中训练好的溶解氧浓度估测模型中，绘制整个养殖池塘的溶解氧浓度空间分布图。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 农芯(南京)智慧农业研究院有限公司 基于多光谱影像的淡水养殖池塘溶解氧浓度监测方法