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无人机遥感系统的林木参数提取分析

来源:遥感 时间:2022/10/20
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 在林木参数提取分析环节,无人机遥感技术用于拍摄影像资料并提取冠幅、郁闭度与树高等测数因子,建立森林模型及估测模型,帮助工作人员掌握森林分布范围和测算生物量、蓄积量及胸径等数据,做到对森林资源信息的低成本、快速获取。

例如,在完成树种识别任务时,工作人员采取目视解译方法直接观察高光谱及高空间分辨率影像,详细观察树木纹理、形状,凭借自身工作经验来判断树种类别,如在广西英罗港红树林自然保护区调查项目中,使用IPS3.1软件对所拍摄张照片加以拼接处理,目视观察树木空间分布情况,树种识别正确率超过90%。

而在完成冠幅估测任务时,采取无人机遥感技术来取代传统的皮尺测量法,使用数码相机垂直对地拍摄与航空摄影测量林区成像,从影像图片中提取树木顶部信息,搭配目视法,工作人员根据影像中树冠及林窗间色调颜色差异情况来判断树冠轮廓及大体分布范围,或是选取面向对象法,由计算机系统从影像图片中自动提取林地信息,再使用ENVI软件执行影像分割与冠幅信息分类提取操作,可以将信息提取精度保持在92.19%左右,并具备大规模树冠信息提取的技术条件。

此外,无人机遥感系统的林木参数提取分析过程包括以下几点。首先,获取无人机影像资料,预先在系统中设定无人机航线,根据项目情况采取正常飞行或是双轨道飞行方式,设定相应的双轨点云数与单轨点云数,将航向及旁向重叠度保持在90%左右,并在系统中设定镜头角度、白平衡、拍摄触发、飞行速度等参数,在无人机飞行期间持续拍摄下方地物影像图片。

同时,为满足影像拼接建模作业需要,将测区地物与无人机最低航高保持安全间距,一般情况下将无人机飞行高度设为林木高度2倍以上即可。其次,建立遥感影像模型,可使用AgisofPhotoscan软件,在软件中新建模型并导入无人机影像数据,自动完成定向操作,打开Process工作栏,对相邻影像特征点执行匹配操作与相机优化校准操作,勾选Fitcx等参数来生成密集点云,对二维影像进行点云处理后生成网格化,再开展纹理赋予运算操作,完成三维建模作业。

最后,提取郁闭度、单木冠幅等林木参数,如使用ArsGIS软件从DOM数据中勾勒林木冠幅边界和进行解析运算来获取林地郁闭度值,在林木参数基础上建立胸径—冠幅、树高等单数参数模型,完成林木参数的提取分析任务。

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