松材變色立木監(jiān)測方案

一、前言

【1】背景介紹

松材線蟲病是全球森林生態(tài)系統(tǒng)中最具毀滅性的病害之一，被稱作松樹的“癌癥”。目前，該病害在我國18個省發(fā)生面積達974萬畝。松材線蟲病具有蔓延速度快、影響面積廣、治理窗口期有限等特點，嚴重制約著松材線蟲病害的快速治理。

【2】行業(yè)痛點

目前松材線蟲病精準監(jiān)測主要有3種方法：

（1）人工踏勘：作業(yè)效率低，危險系數(shù)高，以點概面的成果形式準確度較低；

（2）無人機可見光遙感監(jiān)測：人工目視數(shù)據(jù)量大且效率低，同時機器視覺識別方法需要高清影像的支持，很難兼顧大范圍、高精度的應用需求。

（3）衛(wèi)星遙感：時間、空間分辨率低，單株枯死松樹無法精細監(jiān)測。

【3】多光譜遙感優(yōu)勢

無人機載多光譜遙感同時具有光譜遙感信息豐富的優(yōu)勢和無人機作業(yè)高效率的特點，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本、高分辨率、高頻動態(tài)監(jiān)測的任務模式，借助特定的光譜反演算法可實現(xiàn)松樹枯死、松針變色等異常情況的精細化調(diào)查。

二、項目介紹

本次項目測區(qū)為青島市城陽區(qū)林區(qū)，數(shù)據(jù)采集時間為5月20日、21日，測區(qū)概況見下表：

本次外業(yè)數(shù)據(jù)獲取采用SABER垂直起降固定翼，搭載未來智能的MS600多光譜相機和SONY 5100可見光相機，系統(tǒng)如下圖所示，主要指標參數(shù)見下表，多光譜相機主要參數(shù)見參數(shù)表。

【外業(yè)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)】

三、作業(yè)流程

本項目基于無人機搭載多光譜傳感器獲取多光譜數(shù)據(jù)，綜合遙感、GIS技術混合建模的方法，實現(xiàn)自動化提取松材線蟲病疫木，作業(yè)流程如下圖所示。

四、作業(yè)環(huán)境

五、飛行參數(shù)

六、架次及數(shù)據(jù)量

本次項目共計飛行10架次；總飛行時間約10小時；總作業(yè)時間約16小時；總數(shù)據(jù)量240G，其中多光譜數(shù)據(jù)135G，可見光105G。

七、數(shù)據(jù)處理

使用未來智能自主研發(fā)的多光譜數(shù)據(jù)反演軟件航空遙感預處理軟件對原始多光譜數(shù)據(jù)進行配準、拼接、輻射定標，得到測區(qū)的反射率影像，多光譜數(shù)據(jù)反演軟件基于深度優(yōu)化的預處理算法，在滿足配準、拼接精度的基礎上，極大提高了作業(yè)效率。

得到多光譜反射率影像后，導入至未來智能自主研發(fā)的行業(yè)應用軟件多光譜數(shù)據(jù)反演軟件+，該軟件中的枯死樹木識別與定位模塊可自動識別枯死樹木；模塊算法主要基于枯死樹木的典型光譜特性而構(gòu)建，經(jīng)大量數(shù)據(jù)驗證、完善，可充分保證識別精度。