基于K-means聚类和分区寻优的秸秆覆盖率计算方法

文献类型： 中文期刊

第一作者： 安晓飞

作者： 安晓飞;王培;罗长海;孟志军;陈立平;张安琪

作者机构：

关键词： 玉米秸秆覆盖率;机器视觉;K-means聚类;分区寻优;保护性耕作

期刊名称： 农业机械学报

ISSN： 1000-1298

年卷期： 2021 年 010 期

页码： 84-89

收录情况： EI ; 北大核心 ; CSCD

摘要： 针对农田秸秆形态多样、细碎秸秆难以准确识别的问题,基于机器视觉技术,提出了一种基于K-means聚类和分区寻优结合的秸秆覆盖率计算方法。该方法首先利用K-means聚类算法对玉米秸秆图像进行分割,使秸秆从背景图像中分离;然后将秸秆图像分隔为16区,利用统计学方法分别计算各区秸秆中位数和众数灰度平均值,16区平均后分别获得秸秆中心灰度和土壤背景中心灰度,将其作为新的分类中心,重新采用K-means聚类方法对玉米秸秆图像进行分割,当秸秆中心灰度不再发生变化时停止迭代,计算秸秆像素点数量;最后计算获得玉米秸秆覆盖率。2021年4月,该方法在吉林省长春市玉米地100个采样点进行了实际验证,与人工拉绳法和人工图像标记法的相关系数分别为0.716 1和0.906 8,误判率7%,平均误差比Otsu阈值化方法和经典K-means聚类方法分别降低了45.6%和29.2%。试验结果表明,所提方法能够实现对不同天气、不同种植模式、不同地块条件下的秸秆覆盖率准确计算,该研究结果可为秸秆覆盖率在线计算提供一种新方法。

分类号： S126%TP391.41

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