在无人机图像中绘制地面盐度

信息处理 图像处理 机器学习
2022-02-13 17:22:26

我有一块种植土豆的田地。我用传感器在地面上进行了测量,我测量了土壤盐度(电导率),我有最小 EC 和最大 EC。我也有植物场的无人机图像。我想用无人机图像绘制地面上的土壤盐度值。我已经阅读了通过谷歌搜索找到的论文,它们使用机器学习算法(例如https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0273117721007845)。我可以避免 ML 算法并使用另一种基本原理/算法来实现它吗?

2个回答

我可以避免 ML 算法并使用另一种基本原理/算法来实现它吗?

如果你能做到(有或没有 ML),那是因为你可以用你的相机从空中看到一些独特的特征——即是否有叶子颜色和纹理(或土壤颜色)的某种组合) 表示盐度而不是营养含量低或 pH 值错误或太干或太湿或其他什么。

你能看看地面就知道吗?(说真的,我不知道。)在你所在的地区有一些非常聪明的人可以吗?如果是这样,请使用该技能作为起点。

如果人们正在尝试机器学习,那是因为他们尝试了其他技术但运气不佳,或者因为这些技术众所周知但需要太多处理,或者因为机器学习现在非常流行,我们将抛出将任何东西放入 ML 绞肉机,然后找出香肠的味道。

如果您可以通过基于规则的人工智能(即,良好的传统机器视觉)来做到这一点,它就会回到知道要寻找什么签名的问题上。可能是信息不存在于可见光 RGB 图像中。您需要在咸土壤和甜土壤上拥有不同的东西,并且需要在传感器中显示一些东西。如果咸土对 RGB 图像没有任何独特的作用,那么你就很不走运了。

我会挖掘旧论文。也许看看您是否可以从搜索中排除“机器学习”。也许看看你能不能找到一位植物或土壤科学的教授,聊一聊。如果您在美国,请致电您所在州的农业推广办公室——他们可能会直接帮助您,或者将您与上述教授联系起来。如果您不在美国,请查看您所在的国家/地区是否有同等学历。

除了钱,我也不会让任何东西阻止我考虑其他传感器。我怀疑在雷达频率上,导电土壤与低导电土壤的反射不同。用雷达图覆盖 RGB 图像可能会为您提供足够的信息。

蒂姆的回答非常好,作为一个碰巧从事遥感工作的人,我可以非常理解“你目前如何区分它们”的情绪。但是,是的,它通常使用从彩色相机到 SAR 的各种东西来完成。如果使用纯 RGB,最简单的方法是将其转换为 HSL 空间并在那里设计一个度量,好的 ol' 聚类(“naïve”ML)方法仍然可以正常工作。这可能不是最佳选择,但在某种程度上可以作为一种便宜的选择。

土壤盐分最直接的指标之一是~1900-2000nm 光谱反射率(参见例如这篇文章,可在 ResearchGate 上免费获得)。基于无人机的光谱相机(尤其是高光谱相机,因为它们中的大多数要么是扫描的,要么......好吧,不是那么好)的主要挑战是几何校正。尽管如此,对于简单的 DEM,它仍然是常规且成功的,大多数土壤都是这种情况。也许市场上有基于帧的 SWIR 相机,只有那个波段可以解决这个特定的问题,不幸的是,我也不知道这个领域。但这些对你的问题来说是完美的。无论如何,这本身就是一个完整的兔子洞,我建议你找一个遥感实验室,问问他们是否可以帮助你。