Abstract
In this paper, we propose a method of automated data processing allowing to detect weeds and assess crop sprouts quality and quantity based on RGB images obtained by unmanned aerial vehicles (UAVs). The process consists of four main stages: 1) vegetation map generation with the use of modified Triangular Greenness Index (TGI); the index is defined as the area of a triangle formed by 3 points on a spectral curve with wavelengths of 480, 550 and 670 nm and estimates leaf chlorophyll content based on RGB images; 2) determination of the position of crop rows and spaces between rows based on the vegetation map; 3) detection of weeds and generation of an appropriate weed map; 4) division of crop rows into non-intersecting fragments and calculating vegetation density in each (the ratio of vegetation area to the total fragment area). By changing the empirically defined parameters of map thresholds of fragment density, one can obtain a map that describes quality of crop sprouts. Unlike existing methods, the proposed scheme does not require presence of infrared data and can be applied to usual RGB images with the use of wide-spread types of UAVs. The method was tested on RGB images of flax and sunflower sprouts collected with SONY ILCE6000 camera in June, 2017 in Altai Territory. The images were taken at the height of 150 m, spatial resolution was 1.5 cm/pixel. The size of each image was 6000x4000 pixels. Test results confirmed high efficiency of the proposed method.
Highlights
Предложен автоматизированный метод обработки, позволяющий по RGB-изображениям, полученным с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), обнаруживать сорняки и получать количественную и качественную оценку всходов сельскохозяйственных культур
We propose a method of automated data processing allowing to detect weeds and assess crop sprouts quality and quantity based on RGB images obtained by unmanned aerial vehicles (UAVs)
The process consists of four main stages: 1) vegetation map generation with the use of modified Triangular Greenness Index (TGI); the index is defined as the area of a triangle formed by 3 points on a spectral curve with wavelengths of 480, 550 and 670 nm and estimates leaf chlorophyll content based on RGB images; 2) determination of the position of crop rows and spaces between rows based on the vegetation map; 3) detection of weeds and generation of an appropriate weed map; 4) division of crop rows into non-intersecting fragments and calculating vegetation density in each
Summary
Для исследования использованы RGBизображения всходов льна и подсолнечника, полученные с помощью беззеркальной камеры SONY ILCE-6000 в июне 2017 г. в Алтайском крае специалистами ООО «Беспилотные технологии». Изображения сняты с высоты 150 м, пространственное разрешение 1.5 см/пиксель. Размер каждого изображения 6000 × 4000 пикселей. Automated detection of weeds and evaluation of crop sprouts quality based on RGB-images а. 1. Фрагменты RGB-изображений всходов льна (а) и подсолнечника (б) Fig. 1. Fragments of RGB images of flax (а) and sunflower sprouts (б). Предлагаемый метод обнаружения сорняков и получения количественной и качественной оценок всходов сельскохозяйственных культур по RGB-изображениям с БПЛА предполагает выполнение следующих основных этапов обработки. 2. Определение положения рядов посадок и междурядий на основе построенной карты растительности. 4. Разбиение рядов посадок на непересекающиеся фрагменты и подсчет в каждом из них значения плотности растительности (отношения площади, занятой растительностью, к общей площади фрагмента). Задавая найденные эмпирически пороговые значения для карты плотностей фрагментов, можно получить картосхему, характеризующую качество всходов.
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.