发明创造名称：基于无人机红外热图像采集的大面积农田作物水分状态监测方法及系统
外观设计名称：
决定号：197333
决定日：2019-12-10
委内编号：1F268793
优先权日：
申请（专利）号：201610024995.4
申请日：2016-01-14
复审请求人：河海大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：殷华宇
合议组组长：石艳丽
参审员：全宇军
国际分类号：G01V8/10;G01N21/84
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果权利要求请求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，区别技术特征中的一部分被另一篇对比文件公开，并给出了将该部分区别技术特征应用到最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示，其余区别技术特征属于本领域的公知常识，则该权利要求相对于上述两篇对比文件和公知常识的结合不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610024995.4、发明名称为“基于无人机红外热图像采集的大面积农田作物水分状态监测方法及系统”的发明专利申请（下称本申请），本申请的申请日为2016年01月14日，公开日为2016年04月27日，申请人为河海大学。
国家知识产权局专利实质审查部门以本申请权利要求1-2不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由，于2018年09月04日驳回了本申请。驳回决定中引用的对比文件如下：
对比文件1：“Thermal and Narrowband Multispectral Remote Sensing for Vegetation Monitoring From an Unmanned Aerial Vehicle”,Jose A.J.Berni 等，《IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING》，第47卷第3期，第722-738页，公开日为2009年03月31日；
对比文件2：“基于红外热图像的棉花冠层水分胁迫指数与光合特性的关系”，程麒 等，《棉花学报》，第24卷第4期，第341-347页，公开日为2012年08月31日。
驳回决定所针对的文本为：申请日2016年01月14日提交的说明书第1-5页、说明书附图第1-2页、说明书摘要以及摘要附图，2018年06月01日提交的权利要求第1-2项。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种基于无人机红外热图像采集的大面积农田作物水分状态监测方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)在田间设置辅助装置，包括田间空气温度传感器和地面充分蒸发参考面，其中田间空气温度传感器按照气象观测规范放置，地面充分蒸发参考面略高于冠层高度；所述地面充分蒸发参考面不少于一个，均匀布置在监测区域的农田内部，在采集的田间红外热图像中形成若干个充分蒸发的参考点；所述地面充分蒸发参考面设计如下：选择一个边长30cm、深度10cm的正方形水盆，水盆内加入适量水备用，5cm厚发泡聚苯乙烯板漂浮于水中完全覆盖水面，聚苯乙烯板上面覆盖一层2mm厚的吸水无纺布，无纺布外面包裹2层吸水性胶黏纤维布，无纺布和纤维布的四周均浸入水中，使无纺布和纤维布一直处于全蒸发状态以代替水的蒸发；
(2)通过无人机上云台固定的红外热成像系统对农田作物进行大面积的红外图像采集，同步触发GPS模块获取对应图像的定位信息；
(3)地面数据处理系统接收红外图像及图像定位信息，对图像进行配准和拼接，并对拼接好的图像进行图像分割，区分冠层、背景和地面充分蒸发参考面，分别从冠层图像和地面充分蒸发参考面图像得到冠层温度和地面充分蒸发参考面温度的空间分布，然后结合田间空气温度传感器监测的空气温度数据，估算作物气孔完全关闭时的叶片温度，最后计算作物水分亏缺指数，将作物水分亏缺指数展示在空间分布图上，对作物水分亏缺指数值高于临界值的区域进行高亮显示预警；
所述作物水分亏缺指数CWSI的计算公式为：
CWSI＝(TC-TW)/(TD-TW)
式中，TC为冠层温度，TW为地面充分蒸发参考面温度，TD＝TA 5为作物气孔完全关闭时的叶片温度，TA为测试干球温度，即田间空气温度。
2. 一种基于无人机红外热图像采集的大面积农田作物水分状态监测系统，其特征在于：包括田间空气温度传感器、地面充分蒸发参考面、红外热成像系统、地面数据处理系统；
其中，田间空气温度传感器用于监测田间的空气温度；
地面充分蒸发参考面用于在田间红外热图像中形成充分蒸发的参考点；
红外热成像系统用于采集农田作物的红外图像和图像的定位数据信息；
地面数据处理系统用于接收红外图像及图像定位数据信息，对图像进行配准和拼 接，对拼接好的图像进行图像分割，区分冠层、背景和地面充分蒸发参考面，分别从冠层图像和地面充分蒸发参考面图像得到冠层温度和地面充分蒸发参考面温度的空间分布，结合田间空气温度传感器监测的空气温度数据，估算作物气孔完全关闭时的叶片温度，并基于上述数据计算作物水分亏缺指数并预警；
所述红外热成像系统包括相机机壳、成像元件、GPS模块和控制器，其中成像元件和GPS模块安装在机壳的前端并与机壳内的控制器连接，控制器由控制模块，与控制模块输入端相连接的供电模块、定时控制模块、信号接收模块，与控制模块输出端相连接的存储模块、输出模块构成，控制器中与控制模块连接的这些模块分别与机壳上USB供电接口、定时控制按钮、控制信号接收孔、存储卡插槽和USB数据传输接口相连接；
所述地面数据处理系统安装于地面控制站的PC电脑主机，包括数据接收模块、图像配准与拼接模块、红外热图像分析软件、作物水分亏缺指数计算模块及预警模块，其中数据接收模块用于接收红外热成像系统拍摄的红外图像及配套的GPS数据信息；图像配准与拼接模块用于对红外图像经过几何信息校正，按照GPS数据信息进行图像配准和拼接；红外热图像分析软件对拼接好的图像进行红外图像分割，区分冠层、背景和地面充分蒸发参考面，分别从冠层图像和地面充分蒸发参考面图像得到冠层温度和地面充分蒸发参考面温度的空间分布，结合田间空气温度传感器监测的空气温度数据，采用Irmak等定义的测试干球温度估算作物气孔完全关闭时的叶片温度；作物水分亏缺指数计算模块用于根据冠层温度、地面充分蒸发参考面温度和作物气孔完全关闭时的叶片温度计算作物水分亏缺指数，并将作物水分亏缺指数直观的展示在空间分布图上；预警模块用于对作物水分亏缺指数高于某一临界值的下垫面分区在分布图中进行高亮显示预警，表明此区域为作物水分亏缺区。”
驳回决定具体指出：1）、权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于：在田间设置辅助装置，包括田间空气温度传感器和地面充分蒸发参考面，其中田间空气温度传感器按照气象观测规范放置，地面充分蒸发参考面略高于冠层高度，地面充分蒸发参考面不少于一个，均匀布置在监测区域的农田内部，在采集的田间红外热图像中形成若干个充分蒸发的参考点；所述地面充分蒸发参考面设计如下：选择一个边长3Ocm、深度10cm的正方形水盆，水盆内加入适量水备用，5cm厚发泡聚苯乙烯板漂浮于水中完全覆盖水面，聚苯乙烯板上面覆盖一层2mm厚的吸水无纺布，无纺布外面包裹2层吸水性胶黏纤维布，无纺布和纤维布的四周均浸入水中，使无纺布和纤维布一直处于全蒸发状态以代替水的蒸发；地面数据处理系统还接收图像定位信息，对拼接好的图像进行图像分割，区分冠层、背景和地面充分蒸发参考面，分别从冠层图像和地面充分蒸发参考面图像得到冠层温度和地面充分蒸发参考面温度的空间分布，然后结合田间空气温度传感器监测的空气温度数据，估算作物气孔完全关闭时的叶片温度，最后计算作物水分亏缺指数，所述作物水分亏缺指数CWSI的计算公式为：CWSI＝（TC-TW）／（TD-TW），式中，TC为冠层温度，TW为地面充分蒸发参考面温度，TD＝TA十5为作物气孔完全关闭时的叶片温度，TA为测试干球温度，即田间空气温度。将作物水分亏缺指数展示在空间分布图上，对作物水分亏缺指数值高于临界值的区域进行高亮显示预警。上述区别技术特征部分被对比文件2公开，部分属于本领域的常用技术手段。可见在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的常用技术手段得到权利要求1请求保护的技术方案，对于本领域技术人员而言是显而易见的，因此，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2）、独立权利要求2与对比文件1的区别技术特征在于：（1）本权利要求系统还包括田间空气温度传感器、地面充分蒸发参考面，其中田间空气温度传感器用于监测田间的空气温度，地面充分蒸发参考面用于在田间红外热图像中形成充分蒸发的参考点；（2）地面数据处理系统安装于地面控制站的PC电脑主机，包括红外热图像分析软件、作物水分亏缺指数计算模块及预警模块，其中数据接收模块还用于接收红外图像配套的GPS数据信息；图像配准与拼接模块用于对红外图像经过几何信息校正，按照GPS数据信息进行图像配准和拼接；红外热图像分析软件对拼接好的图像进行红外图像分割，区分冠层、背景和地面充分蒸发参考面，分别从冠层图像和地面充分蒸发参考面图像得到冠层温度和地面充分蒸发参考面温度的空间分布，结合田间空气温度传感器监测的空气温度数据，采用工Irmak等定义的测试干球温度估算作物气孔完全关闭时的叶片温度；作物水分亏缺指数计算模块用于根据冠层温度、地面充分蒸发参考面温度和作物气孔完全关闭时的叶片温度计算作物水分亏缺指数，并将作物水分亏缺指数直观的展示在空间分布图上；预警模块用于对作物水分亏缺指数高于某一临界值的下垫面分区在分布图中进行高亮显示预警，表明此区域为作物水分亏缺区；（3）红外热成像系统具体的模块构成和连接关系。上述区别技术特征（1）-（3）部分被对比文件2公开，部分属于本领域的常用技术手段。可见在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的常用技术手段得到权利要求2请求保护的技术方案，对于本领域技术人员而言是显而易见的，因此，权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年12月17日向国家知识产权局提出了复审请求，并提交了权利要求的全文修改替换页，具体修改涉及：在权利要求2中加入技术特征“实际生产中结合灌区渠系或灌溉管网编号分区”。
复审请求人在复审请求书中认为：1）、本申请权利要求1相对于对比文件1的区别为：在田间设置辅助装置，包括田间空气温度传感器和地面充分蒸发参考面，其中田间空气温度传感器按照气象观测规范放置，地面充分蒸发参考面略高于冠层高度；所述地面充分蒸发参考面不少于一个，均匀布置在监测区域的农田内部，在采集的田间红外热图像中形成若干个充分蒸发的参考点。对比文件2的技术方案中每次拍摄的画面中必须要有一个地面充分蒸发参考面；本申请还可以在整个农田仅设置1个或多个但少于分区域数目（拼接图像数目）的充分蒸发参考面，通过拼接保证拼接后图像内有不少于1个充分蒸发参考面既可实现本申请的技术效果；2）、权利要求2与对比文件1的区别为：预警模块用于对作物水分亏缺指数高于某一临界值的下垫面分区，实际生产中可结合灌区渠系或灌溉管网编号分区，在分布图中进行高亮显示预警，表明此区域为作物水分亏缺区。本申请中“预警模块”技术特征是，能结合实际生产中进一步将缺水区域结合灌溉渠系或管网来表示缺水地区。
提交复审请求时，修改的权利要求书如下：
“1. 一种基于无人机红外热图像采集的大面积农田作物水分状态监测方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)在田间设置辅助装置，包括田间空气温度传感器和地面充分蒸发参考面，其中田间空气温度传感器按照气象观测规范放置，地面充分蒸发参考面略高于冠层高度；所述地面充分蒸发参考面不少于一个，均匀布置在监测区域的农田内部，在采集的田间红外热图像中形成若干个充分蒸发的参考点；所述地面充分蒸发参考面设计如下：选择一个边长30cm、深度10cm的正方形水盆，水盆内加入适量水备用，5cm厚发泡聚苯乙烯板漂浮于水中完全覆盖水面，聚苯乙烯板上面覆盖一层2mm厚的吸水无纺布，无纺布外面包裹2层吸水性胶黏纤维布，无纺布和纤维布的四周均浸入水中，使无纺布和纤维布一直处于全蒸发状态以代替水的蒸发；
(2)通过无人机上云台固定的红外热成像系统对农田作物进行大面积的红外图像采集，同步触发GPS模块获取对应图像的定位信息；
(3)地面数据处理系统接收红外图像及图像定位信息，对图像进行配准和拼接，并对拼接好的图像进行图像分割，区分冠层、背景和地面充分蒸发参考面，分别从冠层图像和地面充分蒸发参考面图像得到冠层温度和地面充分蒸发参考面温度的空间分布，然后结合田间空气温度传感器监测的空气温度数据，估算作物气孔完全关闭时的叶片温度，最后计算作物水分亏缺指数，将作物水分亏缺指数展示在空间分布图上，对作物水分亏缺指数值高于临界值的区域进行高亮显示预警；
所述作物水分亏缺指数CWSI的计算公式为：
CWSI＝(TC-TW)/(TD-TW)
式中，TC为冠层温度，TW为地面充分蒸发参考面温度，TD＝TA 5为作物气孔完全关闭时的叶片温度，TA为测试干球温度，即田间空气温度。
2. 一种基于无人机红外热图像采集的大面积农田作物水分状态监测系统，其特征在于：包括田间空气温度传感器、地面充分蒸发参考面、红外热成像系统、地面数据处理系统；
其中，田间空气温度传感器用于监测田间的空气温度；
地面充分蒸发参考面用于在田间红外热图像中形成充分蒸发的参考点；
红外热成像系统用于采集农田作物的红外图像和图像的定位数据信息；
地面数据处理系统用于接收红外图像及图像定位数据信息，对图像进行配准和拼 接，对拼接好的图像进行图像分割，区分冠层、背景和地面充分蒸发参考面，分别从冠层图像和地面充分蒸发参考面图像得到冠层温度和地面充分蒸发参考面温度的空间分布，结合田间空气温度传感器监测的空气温度数据，估算作物气孔完全关闭时的叶片温度，并基于上述数据计算作物水分亏缺指数并预警；
所述红外热成像系统包括相机机壳、成像元件、GPS模块和控制器，其中成像元件和GPS模块安装在机壳的前端并与机壳内的控制器连接，控制器由控制模块，与控制模块输入端相连接的供电模块、定时控制模块、信号接收模块，与控制模块输出端相连接的存储模块、输出模块构成，控制器中与控制模块连接的这些模块分别与机壳上USB供电接口、定时控制按钮、控制信号接收孔、存储卡插槽和USB数据传输接口相连接；
所述地面数据处理系统安装于地面控制站的PC电脑主机，包括数据接收模块、图像配准与拼接模块、红外热图像分析软件、作物水分亏缺指数计算模块及预警模块，其中数据接收模块用于接收红外热成像系统拍摄的红外图像及配套的GPS数据信息；图像配准与拼接模块用于对红外图像经过几何信息校正，按照GPS数据信息进行图像配准和拼接；红外热图像分析软件对拼接好的图像进行红外图像分割，区分冠层、背景和地面充分蒸发参考面，分别从冠层图像和地面充分蒸发参考面图像得到冠层温度和地面充分蒸发参考面温度的空间分布，结合田间空气温度传感器监测的空气温度数据，采用Irmak等定义的测试干球温度估算作物气孔完全关闭时的叶片温度；作物水分亏缺指数计算模块用于根据冠层温度、地面充分蒸发参考面温度和作物气孔完全关闭时的叶片温度计算作物水分亏缺指数，并将作物水分亏缺指数直观的展示在空间分布图上；预警模块用于对作物水分亏缺指数高于某一临界值的下垫面分区，实际生产中结合灌区渠系或灌溉管网编号分区，在分布图中进行高亮显示预警，表明此区域为作物水分亏缺区。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年12月27日依法受理了该复审请求，并将其转送至专利实质审查部门进行前置审查。
专利实质审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年08月21日向复审请求人发出复审通知书，指出：1）、独立权利要求1与对比文件2的区别技术特征在于：（1）基于无人机监测大面积农田；红外热成像系统固定在无人机云台上；同步触发GPS模块获取对应图像的定位信息；地面数据处理系统接收红外图像及图像定位信息，对图像进行配准和拼接，并对拼接好的图像进行图像分割；（2）田间空气温度传感器按照气象观测规范放置，地面充分蒸发参考面略高于冠层高度；地面充分蒸发参考面均匀布置形成若干个参考点；水盆是边长30cm、深度10cm的正方形；5cm厚发泡聚苯乙烯板漂浮于水中完全覆盖水面，聚苯乙烯板上面覆盖一层2mm厚的吸水无纺布，无纺布外面包裹2层吸水性胶黏纤维布，无纺布和纤维布的四周均浸入水中；将作物水分亏缺指数展示在空间分布图上，对作物水分亏缺指数值高于临界值的区域进行高亮显示预警。上述区别技术特征（1）部分被对比文件1公开，部分属于本领域的常用技术手段；上述区别技术特征（2）属于本领域的常用技术手段。可见在对比文件2的基础上结合对比文件1和本领域的常用技术手段得到权利要求1请求保护的技术方案，对于本领域技术人员而言是显而易见的，因此权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2）、独立权利要求2与对比文件2的区别技术特征在于：（1）监测基于无人机；监测大面积农田，包括地面数据处理系统，红外热成像系统用于采集图像的定位数据信息；地面数据处理系统用于接收红外图像及图像定位数据信息，对图像进行配准和拼接，对拼接好的图像进行图像分割；红外热成像系统包括GPS模块，GPS模块安装在机壳的前端并与机壳内的控制器连接；地面数据处理系统安装于地面控制站的PC电脑主机，包括数据接收模块、图像配准与拼接模块、红外热图像分析软件、作物水分亏缺指数计算模块及预警模块，其中数据接收模块用于接收红外热成像系统拍摄的红外图像及配套的GPS数据信息；图像配准与拼接模块用于对红外图像经过几何信息校正，按照GPS数据信息进行图像配准和拼接；（2）控制器由控制模块，与控制模块输入端相连接的供电模块、定时控制模块、信号接收模块，与控制模块输出端相连接的存储模块、输出模块构成，控制器中与控制模块连接的这些模块分别与机壳上USB供电接口、定时控制按钮、控制信号接收孔、存储卡插槽和USB数据传输接口相连接；并将作物水分亏缺指数直观的展示在空间分布图上；预警模块用于对作物水分亏缺指数高于某一临界值的下垫面分区，实际生产中结合灌区渠系或灌溉管网编号分区，在分布图中进行高亮显示预警，表明此区域为作物水分亏缺区。上述区别技术特征（1）部分被对比文件1公开，部分属于本领域的常用技术手段；上述区别技术特征（2）属于本领域的常用技术手段。可见在对比文件2的基础上结合对比文件1和本领域的常用技术手段得到权利要求2请求保护的技术方案，对于本领域技术人员而言是显而易见的，因此，权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。3）、合议组针对复审请求人的意见陈述进行了回应。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年09月25日提交了意见陈述书，未对申请文件进行修改。复审请求人在意见陈述书中认为：权利要求1-2具备专利法第22条第3款规定的创造性。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
复审请求人在提出复审请求时提交了权利要求书的全文修改替换页，经查，其修改符合专利法第33条的规定。本复审请求审查决定所针对的文本是：申请日2016年01月14日提交的说明书第1-5页、说明书附图第1-2页、说明书摘要以及摘要附图，2018年12月17日提交的权利要求第1-2项。
2、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果权利要求请求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，区别技术特征中的一部分被另一篇对比文件公开，并给出了将该部分区别技术特征应用到最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示，其余区别技术特征属于本领域的公知常识，则该权利要求相对于上述两篇对比文件和公知常识的结合不具备创造性。
具体到本案：
1）、权利要求1请求保护一种基于无人机红外热图像采集的大面积农田作物水分状态监测方法，对比文件2公开了一种基于红外热图像的棉花冠层水分胁迫指数（即水分状态）监测方法，并公开了如下技术特征（参见第1和4节）：包括如下步骤：在田间设置测温仪（即田间空气温度传感器）和人工参考湿界面WARS（即地面充分蒸发参考面）；WARS为一个，布置在监测区域的农田内部，在采集的田间红外热图像中形成充分蒸发的参考点；WARS设计如下：制作一个金属盒子（即水盆），用于盛水，使得叶片气孔最大开放，叶片处于全蒸腾状态（即使无纺布和纤维布一直处于全蒸发状态以代替水的蒸发）（参见第1.2.1节和第1.2.4节）；通过热像仪（即红外热成像系统）对棉花进行红外图像采集（参见图1）；对图像进行图像分割，区分叶片（即冠层）、非叶部分（即背景）和WARS，分别从冠层图像和WARS图像得到冠层温度和地面充分蒸发参考面温度的空间分布，然后结合测温仪监测的空气温度数据，估算作物气孔完全关闭时的叶片温度，最后计算冠层水分胁迫指数（即作物水分亏缺指数）；冠层水分胁迫指数CWSI的计算公式为：CWSI＝(TC-TW)/(TD-TW);式中，TC为冠层收光叶片的温度，TW为叶片处在全蒸腾状态下的叶片温度，TD＝TA 5为叶片气孔完全关闭时的叶片温度，TA为测试干球温度，即田间空气温度（参见第1.2.4节）。
权利要求1与对比文件2相比，区别技术特征是：（1）基于无人机监测大面积农田；红外热成像系统固定在无人机云台上；同步触发GPS模块获取对应图像的定位信息；地面数据处理系统接收红外图像及图像定位信息，对图像进行配准和拼接，并对拼接好的图像进行图像分割；（2）田间空气温度传感器按照气象观测规范放置，地面充分蒸发参考面略高于冠层高度；地面充分蒸发参考面均匀布置形成若干个参考点；水盆是边长30cm、深度10cm的正方形；5cm厚发泡聚苯乙烯板漂浮于水中完全覆盖水面，聚苯乙烯板上面覆盖一层2mm厚的吸水无纺布，无纺布外面包裹2层吸水性胶黏纤维布，无纺布和纤维布的四周均浸入水中；将作物水分亏缺指数展示在空间分布图上，对作物水分亏缺指数值高于临界值的区域进行高亮显示预警。基于上述区别技术特征，权利要求1实际要解决的技术问题是：如何实现大范围监测；如何具体设计辅助装置以及如何显示监测结果。
对于上述区别技术特征（1），对比文件1公开了一种利用无人机进行水分胁迫检测的方法，并公开了如下技术特征（参见第723页左栏第4段,第731页右栏第1段-第732页左栏第6段、图2,9,11）：监测基于无人机（参见第723页左栏第4段）；监测大面积农田（参见图2,11）；GPS与摄影测量方法一起使用（即同步触发GPS模块，参见第731页右栏第1段）；图9无人机拍摄的图像高度重叠，图11给出了配准和拼接后的无人机图像（因此公开了对图像进行配准和拼接，参见图9和图11）。上述特征在对比文件1中所起的作用也是采用无人机实现大范围监测，与其在本申请中所起的作用相同；另外“红外热成像系统固定在无人机云台上，获取对应图像的定位信息，地面数据处理系统接收红外图像及图像定位信息，并对拼接好的图像进行图像分割”属于在对比文件1的基础上，对无人机拍摄和处理图像的过程所采取的常规设计。
对于上述区别技术特征（2），“田间空气温度传感器按照气象观测规范放置，地面充分蒸发参考面略高于冠层高度”属于本领域技术人员容易想到的安装方式；对比文件2公开了地面充分蒸发参考面，且公开了可用于飞机进行大范围遥感测量（参见第4节），结合对比文件1公开的无人机进行水分胁迫检测，本领域技术人员容易想到地面充分蒸发参考面有多个且均匀布置形成若干个参考点，以实现大范围遥感测量；对比文件2公开了WARS的构造为一个盛水的40cm×30cm×12cm的金属盒子，在盒子内放置苯板，在苯板上覆盖0.5mm厚的吸水聚酯粘胶纤维布，在纤维布上覆盖2mm厚的吸水无纺布，一同浸入水中来构造人造参考湿表面（参见1.2.4节）。使得水盆为边长30cm、深度10cm的正方形代替对比文件2的长方形，并用聚苯乙烯板代替苯板，改变吸水无纺布和纤维布的上下位置，对本领域技术人员而言是在对比文件2基础上对WARS的常规选择。对比文件2公开了当CWSI达到临界值时，就表示应当灌溉（参见第4节），在此基础上，为了更便于使用者的观察，“将作物水分亏缺指数展示在空间分布图上，对作物水分亏缺指数值高于临界值的区域进行高亮显示预警”属于本领域技术人员容易想到的显示监测结果的方式。
因此，在对比文件2的基础上结合对比文件1和本领域的公知常识得到权利要求1请求保护的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的，该权利要求不具备突出的实质性特点和显著的进步，不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
2）、权利要求2请求保护一种基于无人机红外热图像采集的大面积农田作物水分状态监测系统，对比文件2公开了一种基于红外热图像的棉花冠层水分胁迫指数（即水分状态）监测系统，并公开了如下技术特征（参见第1和4节）：包括测温仪（即田间空气温度传感器）、人工参考湿界面WARS（即地面充分蒸发参考面）、热像仪（即红外热成像系统）；测温仪用于监测田间的空气温度（参见第1.2.1节）；WARS用于在田间红外热图像中形成全蒸发状态的参考点（参见第1.2.4节）；热像仪用于采集农田作物的红外图像（参见第1.2.1节）；对图像进行图像分割，区分叶片（即冠层）、非叶部分（即背景）和WARS（参见第1.2.4节、图1），分别从冠层图像和地面充分蒸发参考面图像得到冠层温度和地面充分蒸发参考面温度的空间分布，结合测温仪监测的空气温度数据，估算叶片气孔完全关闭时的叶片温度，并基于上述数据计算冠层水分胁迫指数（即作物水分亏缺指数）并预警（参见第1.2.4节和第4节）；另外热像仪必然包括相机机壳、成像元件、控制器，成像元件安装在机壳的前端并与机壳内的控制器连接；红外热图像分析软件对图像进行红外图像分割，区分冠层、背景和WARS（参见第1.2.4节、图1），分别从冠层图像和地面充分蒸发参考面图像得到冠层温度和地面充分蒸发参考面温度的空间分布，结合测温仪监测的空气温度数据，采用Irmak等定义的测试干球温度估算叶片气孔完全关闭时的叶片温度；冠层水分胁迫指数计算模块用于根据冠层温度、全蒸腾状态下叶片温度和叶片气孔完全关闭时的叶片温度计算冠层水分胁迫指数（参见第1.2.4节）。
权利要求2与对比文件2相比，区别技术特征是：（1）监测基于无人机；监测大面积农田，包括地面数据处理系统，红外热成像系统用于采集图像的定位数据信息；地面数据处理系统用于接收红外图像及图像定位数据信息，对图像进行配准和拼接，对拼接好的图像进行图像分割；红外热成像系统包括GPS模块，GPS模块安装在机壳的前端并与机壳内的控制器连接；地面数据处理系统安装于地面控制站的PC电脑主机，包括数据接收模块、图像配准与拼接模块、红外热图像分析软件、作物水分亏缺指数计算模块及预警模块，其中数据接收模块用于接收红外热成像系统拍摄的红外图像及配套的GPS数据信息；图像配准与拼接模块用于对红外图像经过几何信息校正，按照GPS数据信息进行图像配准和拼接；（2）控制器由控制模块，与控制模块输入端相连接的供电模块、定时控制模块、信号接收模块，与控制模块输出端相连接的存储模块、输出模块构成，控制器中与控制模块连接的这些模块分别与机壳上USB供电接口、定时控制按钮、控制信号接收孔、存储卡插槽和USB数据传输接口相连接；并将作物水分亏缺指数直观的展示在空间分布图上；预警模块用于对作物水分亏缺指数高于某一临界值的下垫面分区，实际生产中结合灌区渠系或灌溉管网编号分区，在分布图中进行高亮显示预警，表明此区域为作物水分亏缺区。对于上述区别技术特征，权利要求2实际要解决的技术问题是：如何实现大范围监测；如何具体设计红外热成像系统的控制器以及如何显示监测结果。
对于上述区别技术特征（1），对比文件1公开了一种利用无人机进行水分胁迫检测的方法，并公开了如下技术特征（参见第723页左栏第4段,第731页右栏第1段-第732页左栏第6段、图2,9,11）：监测基于无人机（参见第723页左栏第4段）；监测大面积农田（参见图2,11）；图9无人机拍摄的图像高度重叠，图11给出了配准和拼接后的无人机图像（因此公开了对图像进行配准和拼接，参见图9和图11）。上述特征在对比文件1中所起的作用也是采用无人机实现大范围监测，与其在本申请中所起的作用相同；另外“包括地面数据处理系统，红外热成像系统用于采集图像的定位数据信息；地面数据处理系统用于接收红外图像及图像定位数据信息，对拼接好的图像进行图像分割；红外热成像系统包括GPS模块， GPS模块安装在机壳的前端并与机壳内的控制器连接；地面数据处理系统安装于地面控制站的PC电脑主机，包括数据接收模块、图像配准与拼接模块、红外热图像分析软件、作物水分亏缺指数计算模块及预警模块，其中数据接收模块用于接收红外热成像系统拍摄的红外图像及配套的GPS数据信息；图像配准与拼接模块用于对红外图像经过几何信息校正，按照GPS数据信息进行图像配准和拼接”属于在对比文件1的基础上，对无人机拍摄和处理图像的过程所采取的常规设计。
对于上述区别技术特征（2），“控制器由控制模块，与控制模块输入端相连接的供电模块、定时控制模块、信号接收模块，与控制模块输出端相连接的存储模块、输出模块构成，控制器中与控制模块连接的这些模块分别与机壳上USB供电接口、定时控制按钮、控制信号接收孔、存储卡插槽和USB数据传输接口相连接”属于对红外热成像系统的控制器进行的常规设计；对比文件2公开了当CWSI达到临界值时，就表示应当灌溉（参见第4节），由于在灌溉时，通常将农田采用灌区渠系或灌溉管网进行分区，在此基础上“并将作物水分亏缺指数直观的展示在空间分布图上；预警模块用于对作物水分亏缺指数高于某一临界值的下垫面分区，实际生产中结合灌区渠系或灌溉管网编号分区，在分布图中进行高亮显示预警，表明此区域为作物水分亏缺区”属于本领域技术人员容易想到的显示监测结果的方式。
因此，在对比文件2的基础上结合对比文件1和本领域的公知常识得到权利要求2请求保护的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的，该权利要求不具备突出的实质性特点和显著的进步，不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
3、针对复审请求人提出的陈述意见的答复
复审请求人认为：1）、本申请权利要求1相对于对比文件1的区别为：在田间设置辅助装置，包括田间空气温度传感器和地面充分蒸发参考面，其中田间空气温度传感器按照气象观测规范放置，地面充分蒸发参考面略高于冠层高度；所述地面充分蒸发参考面不少于一个，均匀布置在监测区域的农田内部，在采集的田间红外热图像中形成若干个充分蒸发的参考点。对比文件2的技术方案中每次拍摄的画面中必须要有一个地面充分蒸发参考面；本申请还可以在整个农田仅设置1个或多个但少于分区域数目（拼接图像数目）的充分蒸发参考面，而无需按对比文件2所述的在每个拍摄的图像内部要有与之对应的充分蒸发参考面，降低了充分蒸发参考面的投入数量，通过拼接保证拼接后图像内有不少于1个充分蒸发参考面既可实现本申请的技术效果；2）、权利要求2与对比文件1的区别为：预警模块用于对作物水分亏缺指数高于某一临界值的下垫面分区，实际生产中可结合灌区渠系或灌溉管网编号分区，在分布图中进行高亮显示预警，表明此区域为作物水分亏缺区。本申请中“预警模块”技术特征是，能结合实际生产中进一步将缺水区域结合灌溉渠系或管网来表示缺水地区。
合议组经查认为：1）、申请人认为的上述权利要求1与对比文件1之间的区别技术特征，其中部分被对比文件2公开，其余部分属于在对比文件2的基础上容易想到的（参见对权利要求1的评述）；另外，权利要求1中仅限定了“地面充分蒸发参考面不少于一个，均匀布置在监测区域的农田内部，在采集的田间红外热图像中形成若干个充分蒸发的参考点”，即仅限定了地面充分蒸发参考面有多个，并未限定“设置1个或多个但少于分区域数目（拼接图像数目）的充分蒸发参考面”；在此基础上，对比文件2公开了在定点拍摄时需要用到地面充分蒸发参考面，且公开了对比文件2可用于飞机进行大范围遥感测量（参见第1.2.1节和第4节），结合对比文件1公开的无人机进行大面积农田的水分胁迫检测，当需要拍摄的农田的面积较大时，本领域技术人员容易想到地面充分蒸发参考面有多个，以实现大范围遥感测量；另外，本申请的说明书中也没有与“设置1个或多个但少于分区域数目（拼接图像数目）的充分蒸发参考面”相关的记载；2）、对比文件2公开了当CWSI达到临界值时，就表示应当灌溉（参见第4节），由于在灌溉时，农田通常是以灌区渠系或灌溉管网编号分区，以每个分区为单位进行灌溉，因此当提示某一区域需要灌溉时，本领域技术人员容易想到结合灌区渠系或灌溉管网编号进行提示，即“预警模块用于对作物水分亏缺指数高于某一临界值的下垫面分区，实际生产中可结合灌区渠系或灌溉管网编号分区，在分布图中进行高亮显示预警，表明此区域为作物水分亏缺区”属于本领域技术人员在对比文件2的基础上容易想到的。
综上所述，复审请求人的意见合议组不予支持。
基于以上事实和理由，合议组作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年09月04日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本复审请求审查决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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