基于旋翼无人机低空遥感的高原鼠兔（Ochotona curzoniae）危害等级划分技术研究

发布时间：2021-08-18 01:14

　　高原鼠兔（Ochotona curzoniae）是青藏高原特有的小型啮齿动物,在高寒草地生态系统平衡和物质循环中有着重要作用,是高寒草地生态系统的关键种。但是,当高原鼠兔种群数量过大时,它们采食牧草、挖掘洞道等行为对草地生产和生态环境功能会带来负面影响。因此,科学合理防控高原鼠兔危害,对其种群分布、数量和危害程度开展监测和评价是必须的和必要的。传统鼠害监测方法主要以人工地面调查为主。传统方法往往需要耗费大量人力,且存在调查时间长,面积小、精度低等缺点。近年来,随着无人机技术的发展,无人机遥感以其精准、快速、高效等优势,在生态学研究中得到广泛应用。本研究通过无人机空中遥感平台并结合地面调查,以甘肃省玛曲县高原鼠兔危害草地为研究对象,选择不同危害程度的典型样地,首先从航拍高度、航拍时间、解译标志等方面开展最佳飞行参数选择试验;其次以无人机遥感与实地调查验证相结合的方法,设计开发了针对高原鼠兔洞口数、地上生物量、草地盖度的遥感影像解译技术;最后构建了由洞口数、地上生物量、盖度和可食牧草比例组成的高原鼠兔危害等级综合指标体系,并对研究区样地进行危害等级划分。本研究通过高原鼠兔危害监测及其危害等... 

【文章来源】：甘肃农业大学甘肃省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

研究区示意图

基于旋翼无人机低空遥感的高原鼠兔（Ochotonacurzoniae）危害等级划分技术研究13图2-2采样点分布Fig.2-2Samplingpointdistribution2.2.2无人机飞行参数选择2.2.2.1地面控制点设置为了后期进行精确定位及预处理，在航拍前必须进行控制点选择（或布设）。通常控制点必须选在影像中清晰易找到的地物点上，如道路交汇区、建筑物拐点或其它接近十字相交的点上。由于试验所在地均为草原，该区域建筑物及明显道路稀少，故本研究选择手动放置靶标作为控制点。航拍前在每个样地均匀放置地面靶标，靶标采用边长30cm×30cm的红色十字木板，放置后依次记录每个靶标的地理坐标（WGS84地理坐标系）。2.2.2.2航线设置及取样范围为保证影像处理要求，后期可以对样地照片完整拼接且减少废片数量，无人机航拍使用Altizure自动飞行软件进行航线设计，进行自动化数据采集。航线设计时如图2-3所示，以放置的一个靶标作为航线起始点走“Z”字形路线，使其航线覆盖整个样地。由于本试验采用的大疆无人机无自动避障功能，在设置航线时应注意周围地势及家畜情况，本研究中所有样地均选择在平地及缓坡区域。同时设定无人机飞行方向、高度以及拍照间隔，航向重叠率应设置大于75%，旁向重叠率大于60%。设置好航线后，为确保无人机起飞安全性，应选择一处较为平整的区域作为起飞点及降落点，同时检查信号状态、机身及遥控的电池电量等信息。

甘肃农业大学2020届硕士学位论文14图2-3无人机航线设置Fig.2-3AirroutesettingofUAV(UnmannedAerialVehicle)2.2.2.3航拍高度确定为选取高原鼠兔洞口解译最佳拍摄高度，需要比较在不同高度的影像中鼠兔洞口的可判读性。本研究从无人机垂直距离地面10m到40m高度，每隔10m进行一次完整拍摄。以单幅影像的幅宽、分辨率、相片总量和洞口像素个数共4项指标确定最佳航拍高度。在低空无人机航拍过程中，如果影像传感器与摄像头保持固定不变，当航高较高时图像分辨率较低，航拍高度与影像分辨率关系如下[91]：航高：H="$%&"（2-1）式中：H为无人机在空中与地面垂直距离，单位为m；f为所无人机所搭载相机焦距，单位为mm；GSD为地面分辨率，单位为m；x为实际像元尺寸，单位为mm。2.2.2.4航拍时间确定受温度及降水的影响，高寒草地植被生长状况在月际间有所不同，不同月份的草地高度、颜色等存在一定的差异，导致不同时间航拍获取的影像质量和照片所反映的信息也有所不同。根据试验区玛曲县植被生长情况，分别在2月（雪后）、5月（返青期）、8月（盛草期）、11月（枯黄期）设计了4次航拍预试验，以影像的宜判读性及具体数据需求来选择适合高原鼠兔危害监测的航拍月份。此外，考虑到不同光线因素，本研究分别选择晴朗天气的上午与中午2个时间段进行航拍，以最终鼠洞解译精度来选择最佳航拍日时间。确定好具体飞行时间、


本文编号：3348892