中國科學院東北地理與農業生態研究所李曉峰獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國科學院東北地理與農業生態研究所申請的專利一種基于無人機微波輻射數據的玉米生物量反演方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120451839B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510905467.9,技術領域涉及:G06V20/17;該發明授權一種基于無人機微波輻射數據的玉米生物量反演方法是由李曉峰;潘欣;萬祥坤設計研發完成,并于2025-07-02向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于無人機微波輻射數據的玉米生物量反演方法在說明書摘要公布了:一種基于無人機微波輻射數據的玉米生物量反演方法,它屬于農業生物量反演預測技術領域。本發明解決了現有玉米生物量反演方法的精度低的問題。本發明在無人機微波輻射數據的基礎上建立了一種多層穿透變換屬性描述模塊,可以從垂直尺度上描述玉米在各種層級的特征,進而利用一個隨機森林模型學習這些特征并回歸玉米生物量,采用本發明方法可以獲得準確的無人機微波影像的像元級玉米生物量估算結果。本發明通過將原有的數據分層次化,有效防止了玉米植株不同位置的數據混淆在一起決策,可以有效的發現無人機微波輻射數據與玉米生物量的關聯關系,從而有效提高玉米生物量估算結果的精度。本發明方法可以應用于玉米生物量反演。
本發明授權一種基于無人機微波輻射數據的玉米生物量反演方法在權利要求書中公布了:1.一種基于無人機微波輻射數據的玉米生物量反演方法,其特征在于,所述方法具體包括以下步驟: 步驟S1、獲取研究區域的無人機微波輻射數據WBData,并根據無人機微波輻射數據WBData獲得無人機微波輻射數據的寬度WBWidth以及高度WBHeight; 并計算無人機微波輻射數據影像個體參照結構WBRef; 步驟S2、建立玉米植株頂端雄花序層次微波穿透變換屬性描述模塊MKDX,模塊MKDX的輸入為MKDX需要計算的行MKDXRow和列MKDXCol,模塊MKDX的輸出為屬性數組MKDXOutput; 所述步驟S2的具體過程為: 步驟S201、建立玉米植株頂端雄花序層次微波穿透變換屬性描述模塊MKDX,模塊MKDX的輸入為MKDX需要計算的行MKDXRow和列MKDXCol; 步驟S202、建立MKDX的第1暫存變量MKDXTemp1=取出WBData的第3個元素的影像中位于第MKDXRow行第MKDXCol列的像元的值; 步驟S203、建立MKDX的第2暫存變量MKDXTemp2=取出WBData的第4個元素的影像中位于第MKDXRow行第MKDXCol列的像元的值; 步驟S204、建立MKDX的第3暫存變量MKDXTemp3=取出WBData的第7個元素的影像中位于第MKDXRow行第MKDXCol列的像元的值; 步驟S205、建立MKDX的第4暫存變量MKDXTemp4=取出WBData的第8個元素的影像中位于第MKDXRow行第和MKDXCol列的像元的值; 步驟S206、建立MKDX的第5暫存變量MKDXTemp5=取出WBData的第3個元素的影像中位于第MKDXRow行第MKDXCol列的像元的8個鄰域像元的均值; 步驟S207、建立MKDX的第6暫存變量MKDXTemp6=取出WBData的第4個元素的影像中位于第MKDXRow行第MKDXCol列的像元的8個鄰域像元的均值; 步驟S208、建立MKDX輸出屬性數組MKDXOutput=4個元素的浮點型數組,初始化數組每個元素的值為0; 步驟S209、建立MKDX的第7暫存變量MKDXTemp7為: MKDXTemp7=MKDXTemp2-MKDXTemp1MKDXTemp3-MKDXTemp4absWBRef[5]-WBRef[6] 其中,abs·為計算絕對值,WBRef[5]表示數組WBRef中的第5個元素的值,WBRef[6]表示數組WBRef中的第6個元素的值; 步驟S210、建立MKDX的第8暫存變量MKDXTemp8為: MKDXTemp8=MKDXTemp7×MKDXTemp5absWBRef[5]-WBRef[6] 步驟S211、建立MKDX的第9暫存變量MKDXTemp9為: MKDXTemp9=MKDXTemp7×MKDXTemp6absWBRef[7]-WBRef[8] 其中,WBRef[7]表示數組WBRef中的第7個元素的值,WBRef[8]表示數組WBRef中的第8個元素的值; 步驟S212、建立MKDX的第10暫存變量MKDXTemp10為: MKDXTemp10=MKDXTemp3+MKDXTemp42 步驟S213、設置輸出屬性數組MKDXOutput中的第1個元素MKDXOutput[1]=MKDXTemp7;設置輸出屬性數組MKDXOutput中的第2個元素MKDXOutput[2]=MKDXTemp8;設置輸出屬性數組MKDXOutput中的第3個元素MKDXOutput[3]=MKDXTemp9;設置輸出屬性數組MKDXOutput中的第4個元素MKDXOutput[4]=MKDXTemp10; 步驟S214、將輸出屬性數組MKDXOutput作為MKDX的結果返回; 步驟S3、建立玉米植株上層無果穗莖層次微波穿透變換屬性描述模塊MKSS,模塊MKSS的輸入為MKSS需要計算的行MKSSRow和列MKSSCol,MKSS的輸出為屬性數組MKSSOutput; 步驟S4、建立玉米植株中層有果穗莖層次微波穿透變換屬性描述模塊MKYG,模塊MKYG的輸入為MKYG需要計算的行MKYGRow和列MKYGCol,MKYG的輸出為屬性數組MKYGOutput; 步驟S5、建立玉米植株多層穿透變換屬性描述模塊MKDCC,MKDCC的輸入為MKDCC需要計算的行MKDCCRow和列MKDCCCol,利用模塊MKDX、模塊MKSS和模塊MKYG計算獲得模塊MKDCC的輸出,MKDCC的輸出為屬性數組MKDCCOutput; 步驟S6、輸入玉米生物量數據集YMList,利用模塊MKDCC以及數據集YMList構建玉米生物量決策數據表YMDecision,利用YMDecision構建多層穿透變換屬性反演預測決策森林模型DCCForestModel; 步驟S7、利用模塊MKDCC和模型DCCForestModel進行玉米生物量反演預測,獲得玉米生物量反演預測結果FYResult。
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