科尔多瓦与塞维利亚大学开发新方法,快速精准识别橄榄种植园类型
2025-06-06 10:33
来源:科尔多瓦大学
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科尔多瓦大学和塞维利亚大学的一项研究开发了一种方法,可以轻松快速地验证橄榄种植园是传统型、集约型还是超集约型。

传统的橄榄树林,树木高大且间隔良好,正在被更高密度的种植园所取代,例如集约化或超集约化种植园,树木之间的空间被缩小。这类集约化和超集约化种植园的生产力有所提高,但其对水等资源的消耗也随之增加。

由于这种转变不仅会对农艺和环境产生影响,还会对经济和社会文化产生影响,公共行政部门需要制定政策并发放援助来调节这种转变。为此,他们需要随时掌握最新信息,了解每种种植园的面积以及变化速度。

科尔多瓦大学与塞维利亚大学合作开发了一种基于卷积网络(一种神经元网络)的方法,该方法能够满足这一需求。该方法利用来自“哨兵2号”卫星的免费开放卫星图像,自动识别橄榄树中的这些模式。该研究成果发表在《农业计算机与电子技术》杂志上。

“我们面临的问题是,到目前为止,我们拥有这些信息,这要归功于 PNOA(国家航空正射影像计划)的图像,这些图像具有很高的空间分辨率,但它们每 3 年更新一次,因此我们拥有的信息非常过时,”UCO 图形和测绘工程系的研究员 Isabel Castillejo 解释道。

为了解决这个问题,团队开始使用 Sentinel-2 卫星图像(欧空局开发的地球观测任务),这些图像每 5 天免费提供一次。然而,这些图像的空间分辨率较低,由于无法直接在图像中观察到树梢,因此识别模式更加困难。这时,卷积神经网络 (CNN) 应运而生,它是一种深度学习分析技术,用于数据中的高级模式识别任务。

“我们训练了 3 种不同的学习算法,利用这些卫星图像检测种植系统,发现三种算法中最好的一种(方法 B)的准确率为 80%,考虑到问题的难度和输入图像的分辨率,这个准确率非常高,”UCO 电子与计算机工程系研究员 Cristina Martínez 解释道。

研究人员指出了该方法的另一个关键优势,那就是一切都自动化了。“只需输入包含地块代码或地籍编号的文本文件,就能定义地块及其边界,并根据这些信息识别、下载所需时间段的卫星图像,并将其输入到网络中,最终确定橄榄树的类型,所有操作均自动化完成。”

这种创新方法消除了对传统方法的依赖,这些方法通常需要实地考察和随机抽样,从而为橄榄园的管理和监测提供了一种更高效、更精确的替代方案。该团队目前正在开展研究,利用神经网络和卫星图像进行此类处理,以研究和预测橄榄园的水分胁迫。

更多信息: Cristina Martínez-Ruedas 等人,《基于 CNN 的橄榄种植系统识别方法评估》(利用 Sentinel-2 图像),《农业计算机与电子技术》(2025 年)。

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